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鈣鈦礦太陽能電池模組製程瓶頸 台大獲突破

  • 時間:2021-03-19 12:42
  • 新聞引據:中央社
  • 撰稿編輯:王育偉
鈣鈦礦太陽能電池模組製程瓶頸  台大獲突破
台灣大學凝態科學研究中心教授王立義利用環丁碸添加劑的新浸漬工藝,製造出大面積的高質量鈣鈦礦薄膜,進而生產出高效能、高穩定性的鈣鈦礦太陽能電池元件模組。(台大提供)(圖:中央社)

台大凝態科學研究中心教授王立義和美國團隊合作,成功開發一種嶄新合成途徑,可突破傳統製程瓶頸,製造高品質、高穩定性的鈣鈦礦太陽能電池元件模組,登上國際期刊「焦耳」。

研究團隊指出,近年科技發展,鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率急遽升高,成為備受期待的新興再生能源技術。然而要實現大規模的商業化,仍需開發出大面積電池模組的製造技術,並解決材料不穩定的問題。

傳統製程的一個瓶頸,在於為形成高緻密且均勻的鈣鈦礦薄膜,必須在幾秒鐘內精準地控制製程沉積時間,增加了加工難度。

王立義與美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室奈米技術中心研究員合作,在鈣鈦礦前驅溶液內,引入一種常用於純化天然氣的穩定性無色液體環丁碸(sulfolane)做為添加劑,發現可有效控制鈣鈦礦的結晶行為,大幅延長製程的「可加工時間」,從9秒增加到90秒,進而有較彈性的操作空間。

研究團隊進一步利用浸漬方法(dipping process),製造出大面積的高質量鈣鈦礦薄膜,成功展示兩種不同面積的高轉換效能電池模組,電池效率達16%以上,且具優異的操作穩定性,在恆溫、恆定照明條件下持續運作250小時,仍能保留約9成的初始光電轉換效能。

論文第一作者、台大材料所博士生黃信祥指出,新的模組有3項優勢,包括方法簡易、成本低廉,且相容於現有製程。這項研究今天正式發表於科學期刊「焦耳(Joule)」,獲得國際學術界重視。

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