台湾钙钛矿太阳能制程获突破,提升转换效率达26%

台湾明志科技大学、台湾大学研究团队与联合再生能源,携手投入钙钛矿-硅太阳能的量产研究,并在近期取得重大突破,提升太阳能转换效率达26%以上,更登上国际能源研究期刊“Advanced Energy Materials”。

由于全球能源短缺与环境污染等问题,如何提升再生能源占比成为能源议题上的共同目标,而台湾也正积极推动能源转型,规划2025年再生能源占比须达25%以上,其中,太阳能为最重要的再生能源推进主力。

(Source:Advanced Energy Materials)

晶体硅太阳能则是现在最为热门的太阳能技术,然而硅只能吸收红外或是近红外光,其他光谱只能转换成热,且在大规模商业化情况下,晶体硅太阳能转换效率也逐渐触顶,因此近年来次世代钙钛矿太阳能电池技术蓬勃发展,无不是为突破现有晶体硅太阳能转换效率极限、迎来新的曙光。

现在明志科大材料系助理教授黄裕清、台大材料系教授林唯芳的研究团队,已吸手联合再生能源,借由新颖的钙钛矿前驱物配方与制程技术研发,突破了大面积钙钛矿太阳电池膜层不均匀,且需于氮气环境下长时间热处理之技术瓶颈,开发可于空气中快速生产大面积高效率钙钛矿太阳能电池技术。

现在的钙钛矿制成多采用旋转涂覆法,限制钙钛矿太阳能的量产可能性。不过团队的近红外光加热技术搭配狭缝涂布制程,能在18秒内涂布12厘米×12厘米、四层叠加的均匀大面积钙钛矿薄膜,且不再需要额外的热处理程序;全狭缝涂布法制备钙钛矿太阳能电池技术,各膜层皆可于1分钟内自动化完成,转换效率达11%。

这些技术的开发不仅加速次世代钙钛矿太阳能电池商业化脚步,更为再生能源领域揭示量产技术的全新可能。

(首图仅示意图,来源:Flickr/David GoehringCC BY 2.0)

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