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科技新知
鈣鈦礦-矽太陽能再創紀錄，轉換效率突破 30% 大關有望
- 發佈日期:2020/12/16
- 資料來源：科技新報
- 點閱次數：1043次
發布日期 2020 年 12 月 15 日 14:37 | 作者 Daisy Chuang
太陽能電池只要提高一點點轉換效率，就能讓發電量顯著成長，這也是為什麼太陽能電池學者無不全心投入研究新電池材料、配方與技術。而現在德國科學家則研製出轉換效率高達 29.15% 的串疊型太陽能，即將突破 30% 大關。
目前市面上最常見的太陽能是矽晶太陽能電池，其轉換效率約落在 20% 左右，隨著技術愈家成熟與裝置量愈來愈高，它已經是現在綠能技術的當紅炸子雞，但是矽晶材料無法將所有的光轉換成電，當光子能量小於矽的能隙（1.12eV）時，矽電池就無法吸收這些光子，轉換效率到 29% 即觸頂。
因此現在有許多科學家瞄準串疊型太陽能，把鈣鈦礦材料當成矽晶太陽能提高效率的合作夥伴，其效果也十分顯著。以英國的 Oxford PV 為例，在 2018 年中旬已經打造轉換效率高達 27.3% 的太陽能板，又在 12 月突破到 28%，也一併解決鈣鈦礦耐用性較低的問題，現在也正在建設製造工廠。
現在德國亥姆霍茲材料與工程研究中心（Helmholtz-Zentrum Berlin，HZB）研究所所帶來的鈣鈦礦-矽串疊型電池又創新紀錄，轉換效率高達 29.15％。研究新聞稿指出，鈣鈦礦材料可以吸收藍色光，補足傳統矽晶太陽能只能吸收紅光與近紅外光的劣勢。
首先團隊研發全新的鈣鈦礦材料，以咔唑基分子製成的能隙 1.68eV 材料，提高電流流經電極的效率，最後製成 1 平方公分大小的電池，研究人員指出，這項技術也很容易等比例放大，持續鑽研這款電池設計，效率更可能高達 32.4％，且在模擬陽光下照射 300 小時後仍能維持初始性能 95％，不用再封裝。
目前該電池也已通過德國弗勞恩霍夫研究院太陽能系統研究所（Fraunhofer ISE）認證，並列在 NREL 太陽能效率追蹤紀錄中。其中根據 NREL 自 1976 年來的紀錄，鈣鈦礦電池效率進步速度比其他材料都還要快。
World Record: Efficiency of perovskite silicon tandem solar cell jumps to 29.15 per cent
New silicon/perovskite solar cell world record nears 30% efficiency
Focus on stability as tandem cells approach 30% efficiency
（首圖來源：HZB）
太陽能電池只要提高一點點轉換效率，就能讓發電量顯著成長，這也是為什麼太陽能電池學者無不全心投入研究新電池材料、配方與技術。而現在德國科學家則研製出轉換效率高達 29.15% 的串疊型太陽能，即將突破 30% 大關。
目前市面上最常見的太陽能是矽晶太陽能電池，其轉換效率約落在 20% 左右，隨著技術愈家成熟與裝置量愈來愈高，它已經是現在綠能技術的當紅炸子雞，但是矽晶材料無法將所有的光轉換成電，當光子能量小於矽的能隙（1.12eV）時，矽電池就無法吸收這些光子，轉換效率到 29% 即觸頂。
因此現在有許多科學家瞄準串疊型太陽能，把鈣鈦礦材料當成矽晶太陽能提高效率的合作夥伴，其效果也十分顯著。以英國的 Oxford PV 為例，在 2018 年中旬已經打造轉換效率高達 27.3% 的太陽能板，又在 12 月突破到 28%，也一併解決鈣鈦礦耐用性較低的問題，現在也正在建設製造工廠。
現在德國亥姆霍茲材料與工程研究中心（Helmholtz-Zentrum Berlin，HZB）研究所所帶來的鈣鈦礦-矽串疊型電池又創新紀錄，轉換效率高達 29.15％。研究新聞稿指出，鈣鈦礦材料可以吸收藍色光，補足傳統矽晶太陽能只能吸收紅光與近紅外光的劣勢。
首先團隊研發全新的鈣鈦礦材料，以咔唑基分子製成的能隙 1.68eV 材料，提高電流流經電極的效率，最後製成 1 平方公分大小的電池，研究人員指出，這項技術也很容易等比例放大，持續鑽研這款電池設計，效率更可能高達 32.4％，且在模擬陽光下照射 300 小時後仍能維持初始性能 95％，不用再封裝。
目前該電池也已通過德國弗勞恩霍夫研究院太陽能系統研究所（Fraunhofer ISE）認證，並列在 NREL 太陽能效率追蹤紀錄中。其中根據 NREL 自 1976 年來的紀錄，鈣鈦礦電池效率進步速度比其他材料都還要快。
World Record: Efficiency of perovskite silicon tandem solar cell jumps to 29.15 per cent
New silicon/perovskite solar cell world record nears 30% efficiency
Focus on stability as tandem cells approach 30% efficiency
（首圖來源：HZB）
