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鈣鈦礦太陽能電池 UCLA華裔教授楊陽新突破
鈣鈦礦太陽能電池 UCLA華裔教授楊陽新突破
来源:世界新聞網 | 作者:賴至巧 | 2014/2/5 10:22:57 | 浏览:5959 | 评论:0

鈣鈦礦太陽能電池 UCLA華裔教授楊陽新突破
洛加大材料科學與工程學系教授楊陽研發出高效能太陽能電池。(洛加大網站)

鈣鈦礦太陽能電池 UCLA華裔教授楊陽新突破
洛加大材料科學與工程學系博士後研究員周歡萍展示他們研發的太陽能電池。(周歡萍提供)

  洛杉磯加大(UCLA)材料科學工程學系華裔教授楊陽(Yang Yang)領導的研究團隊,經過七個月研究,成功延發新方法,大幅提高鈣鈦礦(perovskite )太陽能電池的光電轉化效能,生產大面積鈣鈦礦太陽能電池,將這種太陽能電池界的「明日之星」提升到新一境界。

  傳統矽晶太陽能板因原料矽土昂貴,且製造過程會產生非常嚴重汙染,學界和業界近年轉而研發鈣鈦礦太陽能板,結果光電轉化效能兩年內從3%提高至16%,形成重大的科研突破。

  楊陽解釋,鈣鈦礦太陽能電池有兩種原料,舊製程方法是用烤的,但兩種材料沸點不同,無法烤得很均勻,造成介面的電子傳遞效率變差,使得整體的轉換效率下降。他們改用蒸鍍法將其中一種原料蒸進另一種材料,「就像蒸小籠包一樣」,蒸出來的薄膜表面均勻,傳導效能自然提高。

  鈣鈦礦太陽能板無法兼顧面積和效能,楊陽實驗室做出來的太陽能板大小為1x1吋,若他的製程方法再進一步,可望生產1x1公尺大小的商用太陽能板。楊陽表示,他下個目標是將光電轉化效能提高至20%,大面積雖做得到,但因為學校財力不若業界雄厚,無法發展出如此大的尺寸。

  楊陽從事太陽能電池研究十多年,投入鈣鈦礦太陽能電池還不到一年,在博士後研究員陳棋和周歡萍等人的共同努力下就有如此成就,相當傑出。他說,主要是他們在同個領域鑽研許久,才能在這麼短時間作出突破。

  楊陽表示,大家都在找最好的太陽能電池來源,矽晶太陽能電池光電轉化效能高,大約18%,但製程必須耗費大量的電力,其電費至少要五年才能回收,加上原料矽土昂貴、汙染高,事實上並不理想,「鈣鈦礦絕對更便宜又環保」。

  鈣鈦礦是一種陶瓷氧化物,此類氧化物最早被發現者,是存在於鈣鈦礦石中的鈦酸鈣(CaTiO3)化合物,目前用的都是人為作出的,因此沒有資源耗盡的問題,再加上這類材料製程簡便,成本可以大幅下降,商用潛力無限。

  楊陽畢業自台灣成功大學物理系,在麻薩諸塞大學取得碩士和博士學位,於1997年加入洛加大。周歡萍為北京大學畢業,陳棋為清華大學畢業。

  研究報告發布在1月15日出版的「美國化學學會期刊」(Journal of the American Chemical Society)。

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