城大研發高效太陽能電池

By on March 24, 2020

原文刊於信報財經新聞「StartupBeat創科鬥室

城大研究團隊(左起)朱宗龍、王晶及任廣禹等, 展示研發出的新型太陽能電池。(城大圖片)

城大研究團隊(左起)朱宗龍、王晶及任廣禹等, 展示研發出的新型太陽能電池。(城大圖片)

全球近年大力推廣採用太陽能,應對能源短缺及環境污染問題。香港城市大學研發出全無機倒置鈣鈦礦太陽能電池,宣稱為迄今效能最高的同類裝置,可低成本生產。研究結果已刊載於國際著名科學期刊《自然通訊》,題為「路易斯鹼抑制非輻射複合高效率全無機鈣鈦礦太陽能電池」。

新技術成本低穩定性高

研究由城大學務副校長兼化學及材料科學講座教授任廣禹、城大化學系助理教授及研究團隊成員朱宗龍博士、華南理工大學葉軒立教授,以及城大化學系博士生王晶與博士後研究員張傑合作領導。團隊發現,金屬鹵化物鈣鈦礦材料的穩定性較高,故花了一年時間開發全無機鈣鈦礦太陽能電池,並於製作薄膜期間加入一種有機功能材料,消除無機鈣鈦薄膜的表面缺陷,通過「鈍化」程序提升效能及穩定性。目前其最高效率紀錄可高達16.1%,認證效率則為15.6%。

生產過程簡單如印報紙

鈣鈦礦太陽能電池早於10年前面世,其中混合有機與無機材料製成的太陽能電池,效能由2009年的3.8%,提升至去年的25.2%。但上述混合材料製成的電池,在高溫下表現不穩定,且容易受濕度影響。

團隊研發的全無機倒置鈣鈦礦太陽能電池,效能宣稱迄今最高。(城大圖片)

團隊研發的全無機倒置鈣鈦礦太陽能電池,效能宣稱迄今最高。(城大圖片)

任廣禹教授認為,若以單一材料製作太陽能系統,僅能吸收有限的太陽光譜作能源轉換;相反,新型太陽能電池效能預計可提升至30%以上。朱宗龍解釋,通過改良電池材料及介面,例如製成疊層式電池,可因應太陽的不同光譜作出反應,有望大幅提升新型太陽能電池的能源轉換效能。

論及新技術前景,任廣禹教授直言,日後若採用卷對卷製作技術,可製備半透明柔性光伏器件,以鈣鈦礦太陽能電池板取代現時應用於玻璃的智能窗戶。展望未來,生產鈣鈦礦太陽能電池,將會如印刷報紙般簡單。

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