由洛杉磯大學(xué)加州分校(UCLA)材料工程學(xué)系的華裔教授楊陽(Yang Yang)領(lǐng)軍的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了新的方法,能大幅提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率,同時改善傳統(tǒng)硅晶太陽能面板稀土昂貴與制程污染問題。
由于用來生產(chǎn)硅晶太陽能板的硅土價格高昂,制造過程又會產(chǎn)生嚴(yán)重污染,相關(guān)各界近年來一直試圖研發(fā)效能較高、污染較低又比較廉價的替代方案,理論效率達(dá)50%的鈣鈦礦太陽能板便是其一。經(jīng)過七個月的努力,楊陽在博士后研究員陳棋和周歡萍等人的共同努力下,成功找出新的方法,將光電轉(zhuǎn)化效能從3%提高至16%,且改善了以往鈣鈦礦太陽能板無法兼顧面積與效能的問題。
《世界新聞網(wǎng)》引述楊陽的說法,他表示:「鈣鈦礦太陽能電池有兩種原料,舊制程方法是用烤的,但兩種材料沸點不同,無法烤得很均勻,造成接口的電子傳遞效率變差,使得整體的轉(zhuǎn)換效率下降?!挂虼怂麄兏挠谜翦兎▽⒁环N原料「蒸到」另一種原料里,創(chuàng)造出表面均勻的薄膜,藉此提高傳導(dǎo)效能。面積雖然只有一平方公吋,效能卻遠(yuǎn)高于過去同尺寸的鈣鈦礦太陽能。楊陽表示,希望進(jìn)一步將光電轉(zhuǎn)換效率提高到20%。
楊陽從事太陽能電池研究十多年,他表示:「大家都在找最好的太陽能電池來源,硅晶太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效能高,大約18%,但制程必須耗費大量的電力,其電費至少要五年才能回收,加上原料硅土昂貴、污染高,事實上并不理想。」而鈣鈦礦絕對比硅晶電池更優(yōu)秀。
《世界新聞網(wǎng)》指出,鈣鈦礦是一種人為合成的陶瓷氧化物,因此沒有資源耗盡的問題;再加上這類材料制程簡便,成本可以大幅下降,商用潛力無限。楊陽團(tuán)隊的研究報告于1月15日出版的《美國化學(xué)學(xué)會期刊》(Journal of the American Chemical Society)出刊。