硫氰酸銅鈣鈦礦太陽能電池　克服水分洩漏問題

編譯／高晟鈞

國際推動2050年淨零排放，太陽能與風力發電被認為是最有潛力的兩種再生能源主力。傳統的太陽能電池多半使用矽作為主材料，屬於不透光材料，應用上相對有限。而鈣鈦礦太陽能電池，則被認為是最有潛力替代矽的太陽能電池材料。

鈣鈦礦在吸收光子後，可以很快的分離成電子與電洞，傳送到電極並產生電流。但由於鈣鈦礦的原子鍵結不夠強，限制了其商業化的發展。

來自印度科學技術部的研究人員於近期，開發出了一種鈣鈦礦太陽能電池，使用由硫氰酸銅（CuSCN）作為其電洞的傳輸材料（空穴傳輸材料,HTM），是一種無機半導體，能帶隙為3.9eV。

使用硫氰酸銅做為太陽能電池的HTM有眾多好處。首先，相比於傳統材料Spiro-OMeTAD前體，硫氰酸銅更穩定；因為前者會導致水分進入電池，進而影響鈣鈦礦太陽能電池的性能。再者基於CuSCN的設備在可見光與近紅外區域具有良好的透光度，可以與適當的波長段位匹配。另外溶液的低溫可加工性、成本效益使得其在工業製造上更為容易。

科學家們分析了太陽能電池的性能，並將具有CuSCN塗層的太陽能電池與Spiro-OMeTAD的太陽能電池進行了比較。測量結果表明，基於CuSCN的電池實現了10.1%的功率轉換效率，後者則為10%。

儘管兩者的功率轉換差不多，但是Spiro-OMeTAD電池有水份洩漏的問題，使得其在穩定性上遠遠不如新型的CuSCN太陽能電池。

資料來源:PV-Magazine

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