中大電子工程學系一項合作研究發現,移動離子屏蔽現象是影響鈣鈦礦太陽能電池使用壽命的關鍵機制,研究結果將有助改善下一代太陽能電池壽命。
現時太陽能電池市場以傳統矽基電池主導,佔市場95%,但鈣鈦礦的太陽能電池性能更佳,製造成本更便宜,但由於鈣鈦礦太陽能電池的壽命只有數年,比矽基太陽能電池落後約一個量級,這成了商業化的一個技術障礙。
中大最近研究發現,設備長時間運行造成的損耗並非導致電池退化的決定性因素,反而離子場屏蔽才是鈣鈦礦太陽能電池退化的原因。因為鈣鈦礦半導體受到外來刺激時,例如曝露在光照之下,所產生的移動離子會屏蔽鈣鈦礦中的內置電場,從而降低光生電荷的提取效率,令電池所產生的電流減少。
研究結果證實移動離子屏蔽與鈣鈦礦太陽能電池退化有關,有望延長鈣鈦礦太陽能電池的穩定性,使其保證壽命接近25年的工業標準。
中大電子工程學系校長特聘副教授Martin Stolterfoht指出,今次發現的機制有助加快開發穩定性更佳的鈣鈦礦串聯電池,例如可通過檢測到的離子特性,準確預測電池的使用壽命,省卻耗時數周甚至數月的穩定性測試。
研究結果已於《自然能源》雜誌上發表。◇
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