更簡單卻更高效  簡化鈣鈦礦太陽能電池製程

編譯／高晟鈞

加州大學聖塔芭芭拉的研究人員開發出一種在室溫下製造高品質鈣鈦礦薄膜的方法，不僅簡化了生產流程，還將材料效能從不到20%提升至24.4%。

鈣鈦礦的窘境

在全世界努力應對日漸增長的能源需求與快速的氣候變遷之時，尋找可靠又環保的能源是首要目標。作為發展歷程最久的的綠色能源，太陽能表現出了巨大的前景，科學家們也不斷設計更有效的材料來捕捉陽光。

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鈣鈦礦太陽能電池的優勢眾所皆知，然而由於對環境（溫度、濕度、光照等）相當敏感，如何克服模組化（大面積化）製程與維持其穩定性是一大難題。目前鈣鈦礦太陽能電池的量產技術尚未成熟，大多相關技術仍停留在實驗室階段。

鈣鈦礦

鈣鈦礦是一類以其特定晶體結構為特徵的材料，與矽基太陽能電池相比，鈣鈦礦製成的太陽能電池具有許多優點，包括重量輕、柔韌，可以噴灑或像墨水一樣印刷。矽光伏發電需要高溫和無塵室環境，相反地，鈣鈦礦太陽能電池具有比矽光伏發電更小碳足跡的潛力。

然而目前生產鈣鈦礦電池依舊需要高溫退火（改變材料微結構的熱處理）與後續的複雜處理，不僅減慢了生產速度，也使其難以融入日常用品應用，暫時也對環境不太友善。

兌現低碳潛力

對此，研究團隊成功避免了高溫退火與複雜處理，兩個最耗時且對環境不友善的程序簡化了整體製程，更簡單的製造技術還能與標準製程整合，減少整體能源消耗、兌現低碳足跡的潛力。

重要的是，新材料的性能優於採用高溫製程製造的電池，實現了24.4%的顯著效率，超越先前室溫製造不到20%的效率。除此之外，新技術也相當溫和，為了證明這點，團隊在新鮮葉子上製造了鈣鈦礦塗層，這是先前高溫製程不可能實現的壯舉。

這種室溫製造的多功能性非常靈活，開啟了廣泛的可能應用，為包括可穿戴式電子產品、感測器、顯示器、攝影機和物聯網設備等提供動力。

資料來源:TechXplore

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