
隨著全球對可再生能源需求的增加,太陽能技術的進步正迅速改變能源產業的格局。英國薩里大學研究顯示,科學家們在提高太陽能電池效率和壽命方面取得了顯著突破。在《能源與環境科學》雜誌上發表的一項新研究中,薩里大學的先進技術研究所 (ATI) 詳細介紹了他們與合作者如何生產出功率轉換效率 (PCE) 超過 23% 的鉛錫鈣鈦礦太陽能電池—這是使用這種材料取得的最佳成果之一( 註:PCE 指的是電池可以轉換成可用電能的陽光量)。更重要的是,這種設計策略將這些裝置的壽命提高了 66%。這些成果將為未來的可持續能源解決方案提供新的可能性。
新材料的應用
根據《SciTech Daily》的報導,科學家們發現了一種被稱為“奇蹟材料”的新型材料,這種材料能顯著提升太陽能電池的效率和耐用性。這項研究專注於鈣鈦礦(perovskite)太陽能電池,這是一種因其高效能而受到廣泛關注的技術。研究團隊通過改進材料組成和結構設計,使得這些電池在轉換效率上達到了前所未有的水平。雖然如今許多屋頂都使用矽太陽能電池板,但鈣鈦礦/矽太陽能電池板正在市場上興起,預計效率更高的完全“全鈣鈦礦”電池板將成為該技術的下一個重大進步。
鈣鈦礦太陽能電池的挑戰
儘管鈣鈦礦太陽能電池在效率上表現優異,但其穩定性和耐用性仍然是主要挑戰之一。然而,要使這項技術具有商業可行性,科學家需要應對提高穩定性和效率的挑戰,特別是在此設計中使用的鉛錫鈣鈦礦電池方面。 這項由薩里大學發起的合作研究確定了導致效率和穩定性損失的先前隱藏的機制,並解決了這些挑戰,幫助科學界推進這項技術。

新技術的突破
為了實現這些改進,研究團隊專注於瞭解電洞傳輸層引起的效率和穩定性損失,這對太陽能電池性能起著重要作用。他們引入了一種碘還原劑來抑制導致電池隨時間退化的化學反應,以減少鉛-錫基鉛鉀石太陽能電池中的碘形成。經過改良後,這些電池的功率轉換效率達到了23.2%,這是目前報告中最高的效率之一。此外,在最大功率點跟蹤和環境條件下,這些電池的壽命提升了約66%。這一發現不僅為設計下一代高效且穩定的孔提取材料提供了新思路,也為商業化應用鋪平了道路。
未來展望
隨著技術的不斷進步,預計未來幾年內,鈣鈦礦太陽能電池將在市場上扮演越來越重要的角色。科學家們相信,透過不斷優化材料和製程,可以進一步提高太陽能電池的性能與耐用性,從而推動全球能源轉型。薩里大學也正在建造一個 12.5MW 太陽能發電廠,未來可以在發電站內測試其中一些模組。研究團隊相信創新鈣鈦礦研究將加速鈣鈦礦太陽能板的廣泛商業應用。
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