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鈣鈦礦太陽能電池 華裔教授新突破

洛杉磯加大(UCLA)材料科學工程學系華裔教授楊陽(Yang Yang)領導的研究團隊,經過七個月研究,成功延發新方法,大幅提高鈣鈦礦(perovskite)太陽能電池的光電轉化效能,生產大面積鈣鈦礦太陽能電池,將這種太陽能電池界的「明日之星」提升到新一境界。

傳統矽晶太陽能板因原料矽土昂貴,且製造過程會產生非常嚴重污染,學界和業界近年轉而研發鈣鈦礦太陽能板,結果光電轉化效能兩年內從3%提高至16%,形成重大的科研突破。

楊陽解釋,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。他們改用蒸鍍法將其中一種原料蒸進另一種材料,「就像蒸小籠包一樣」,蒸出來的薄膜表面均勻,傳導效能自然提高。

鈣鈦礦太陽能板無法兼顧面積和效能,楊陽實驗室做出來的太陽能板大小為1x1吋,若他的製程方法再進一步,可望生產1x1公尺大小的商用太陽能板。楊陽表示,他下個目標是將光電轉化效能提高至20%,大面積雖做得到,但因為學校財力不若業界雄厚,無法發展出如此大的尺寸。

楊陽從事太陽能電池研究十多年,投入鈣鈦礦太陽能電池還不到一年,在博士後研究員陳棋和周歡萍等人的共同努力下就有如此成就,相當傑出。他說,主要是他們在同個領域鑽研許久,才能在這麼短時間作出突破。

楊陽表示,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、污染高,事實上並不理想,「鈣鈦礦絕對更便宜又環保」。

鈣鈦礦是一種陶瓷氧化物,此類氧化物最早被發現者,是存在於鈣鈦礦石中的鈦酸鈣(CaTiO3)化合物,目前用的都是人為作出的,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。

楊陽畢業自台灣成功大學物理系,在麻薩諸塞大學取得碩士和博士學位,於1997年加入洛加大。周歡萍為北京大學畢業,陳棋為清華大學畢業。

責任編輯: 王篤若  來源:世界日報 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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