據美國《世界日報》報道,洛杉磯加大(UCLA)材料科學工程學係華裔教授楊陽(Yang Yang)領導的研究團隊,經過七個(ge) 月研究,成功研發新方法,大幅提高鈣鈦礦(perovskite )太陽能電池的光電轉化效能,生產(chan) 大麵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(chuan) 統矽晶太陽能板因原料矽土昂貴,且製造過程會(hui) 產(chan) 生非常嚴(yan) 重汙染,學界和業(ye) 界近年轉而研發鈣鈦礦太陽能板,結果光電轉化效能兩(liang) 年內(nei) 從(cong) 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(liang) 種原料,舊製程方法是用烤的,但兩(liang) 種材料沸點不同,無法烤得很均勻,造成接口的電子傳(chuan) 遞效率變差,使得整體(ti) 的轉換效率下降。他們(men) 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”,蒸出來的薄膜表麵均勻,傳(chuan) 導效能自然提高。
鈣鈦礦太陽能板無法兼顧麵積和效能,楊陽實驗室做出來的太陽能板大小為(wei) 1x1吋,若他的製程方法再進一步,可望生產(chan) 1x1公尺大小的商用太陽能板。楊陽表示,他下個(ge) 目標是將光電轉化效能提高至20%,大麵積雖做得到,但因為(wei) 學校財力不若業(ye) 界雄厚,無法發展出如此大的尺寸。
楊陽從(cong) 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(men) 在同個(ge) 領域鑽研許久,才能在這麽(me) 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、汙染高,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(yu) 鈣鈦礦石中的鈦酸鈣(CaTiO3)化合物,目前用的都是人為(wei) 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(ye) 自台灣成功大學物理係,在麻薩諸塞大學取得碩士和博士學位,於(yu) 1997年加入洛加大。周歡萍為(wei) 北京大學畢業(ye) ,陳棋為(wei) 清華大學畢業(ye) 。
研究報告發布在1月15日出版的“美國化學學會(hui) 期刊”(Journal of the American Chemical Society)。
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