高效鈣鈦礦太陽能電池 大幅改善光電轉換效率

發佈日期: 2014 年 02 月 06 日 15:27 | 作者: | 分類: 產業資訊

由洛杉磯大學加州分校(UCLA)材料工程學系的華裔教授楊陽(Yang Yang)領軍的研究團隊發現了新的方法,能大幅提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率,同時改善傳統矽晶太陽能面板稀土昂貴與製程汙染問題。

由於用來生產矽晶太陽能板的矽土價格高昂,製造過程又會產生嚴重汙染,相關各界近年來一直試圖研發效能較高、汙染較低又比較廉價的替代方案,理論效率達50%的鈣鈦礦太陽能板便是其一。經過七個月的努力,楊陽在博士後研究員陳棋和周歡萍等人的共同努力下,成功找出新的方法,將光電轉化效能從3%提高至16%,且改善了以往鈣鈦礦太陽能板無法兼顧面積與效能的問題。

《世界新聞網》引述楊陽的說法,他表示:「鈣鈦礦太陽能電池有兩種原料,舊製程方法是用烤的,但兩種材料沸點不同,無法烤得很均勻,造成介面的電子傳遞效率變差,使得整體的轉換效率下降。」因此他們改用蒸鍍法將一種原料「蒸到」另一種原料裡,創造出表面均勻的薄膜,藉此提高傳導效能。面積雖然只有一平方公吋,效能卻遠高於過去同尺寸的鈣鈦礦太陽能。楊陽表示,希望進一步將光電轉換效率提高到20%。

楊陽從事太陽能電池研究十多年,他表示:「大家都在找最好的太陽能電池來源,矽晶太陽能電池光電轉化效能高,大約18%,但製程必須耗費大量的電力,其電費至少要五年才能回收,加上原料矽土昂貴、汙染高,事實上並不理想。」而鈣鈦礦絕對比矽晶電池更優秀。

《世界新聞網》指出,鈣鈦礦是一種人為合成的陶瓷氧化物,因此沒有資源耗盡的問題;再加上這類材料製程簡便,成本可以大幅下降,商用潛力無限。楊陽團隊的研究報告於1月15日出版的《美國化學學會期刊》(Journal of the American Chemical Society)出刊。

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