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中大研究助穩定鈣鈦礦電池

2016-11-22
■中大電子工程學系研究團隊,左起:嚴克友、許建斌、博士研究生張天愷及龍明珠。 中大供圖■中大電子工程學系研究團隊,左起:嚴克友、許建斌、博士研究生張天愷及龍明珠。 中大供圖

香港文匯報訊 (記者 高鈺) 鈣鈦礦太陽能電池是國際前沿研究課題,但由於鈣鈦礦表現不穩定,阻礙了有關電池的商業化。香港中文大學電子工程學系研究助理教授嚴克友及教授許建斌,聯同研究團隊,近日研發出名為「非化學計量比的酸鹼反應」(NABR)的合成方法,提高了鈣鈦礦的穩定性,有關成果在最新一期的《自然通訊》(Nature Communications)發表。

現時全球太陽能電池市場以矽晶型電池為主,相關的開發工作雖已開展了數十年,但其光電轉換效率長期徘徊於25%;而且在高溫熔煉的生產過程中,它會排放廢氣及有毒物質,污染環境。

相比之下,鈣鈦礦太陽能電池自2009年首次成功開發後,現時光電轉換效率已升至20%,只需簡單的溶液加工即可製成,減少對環境的破壞。鈣鈦礦可更輕易製造出具柔韌性、可捲曲的超薄太陽能板,電池價格較矽晶型太陽能電池更便宜。

鈣鈦礦太陽能電池一直未能普及,是因為該類物料相當不穩定。於2013年由國際學術團隊所進行的穩定性測試中,鈣鈦礦太陽能電池經過200小時及500小時的使用後,其效能大幅下跌了約20%至50%。

料最快3年可商業化

為攻克有關問題,中大專家嚴克友、許建斌聯同博士研究生龍明珠、張天愷等,系統化地研究鈣鈦礦的形成、降解和恢復原理,並在此基礎上提出了NABR。

許建斌指出,鈣鈦礦薄膜是離子晶體,在高空氣濕度下,穩定性會大幅下降,而中大團隊以NABR所製成的鈣鈦礦薄膜,在空氣濕度65%的環境下,能保持穩定兩個月,這有望研發出高效率、低成本、高穩定的鈣鈦礦太陽能電池。

嚴克友估計在3年至5年內,可達到商業化的要求。

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