城大團隊研發出高效率、可印刷、穩定的鈣鈦礦太陽能電池,並稱每日產量可高達1,000塊太陽能板;因其柔軟、可半透明的特性,更可製成光伏玻璃窗,有效利用光能,在高樓林立的城市實現「市區太陽能發電廠」,即產即用。

研究團隊由李兆基講座教授(材料科學)任廣禹教授領導,團隊從材料着手,設計一系列氧化還原介體,作為添加劑摻入鈣鈦礦中,持續還原碘和氧化金屬鉛,抑制鈣鈦礦太陽能電池中的鹵化物偏析,從而提高電池的長期運行穩定性和光電壓。

透過集成半透明鈣鈦礦太陽能電池與有機太陽能電池,封裝的疊層電池在太陽光照(地球表面的標準光譜、無紫外線濾光片)及45攝氏度下連續運行500小時,仍能保留92%的初始光電轉換效率,實現高達25.22%(認證為24.27%)的光電轉換效率,刷新世界紀錄。裝置在潮濕空氣(相對濕度70%至80%)中運作,亦表現出高穩定性。

鈣鈦礦光伏即使在室內弱光下,仍能吸收能量。(城大圖片)
鈣鈦礦光伏即使在室內弱光下,仍能吸收能量。(城大圖片)

論文第一作者吳聖釩博士表示,他們是首個提出以氧化還原、分子設計的方法,從本質上解決鹵素相分離,有效提升鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。鈣鈦礦光伏即使在室內弱光下,仍能吸收能量,兼具機械柔性,可集成應用於不同場景,大至建築物及農場,小至物聯網的各種元件。

新一代可印刷式高效鈣鈦礦光伏模組尾獲創新科技署「產學研1+計劃」首輪撥款,並將透過初創企業滙科光能有限公司,將研究成果轉化為實際應用。團隊並已計劃在一年半後,在香港搭建年產量25兆瓦的中試線,即商業化前的生產線,並推出產品予業界配對投資者試驗應用。

成果刊於《自然能源》期刊。@

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