新光電流測量技術　解決鈣鈦礦太陽能電池隱憂

編譯／高晟鈞

太陽能是現今再生能源發展中，最快速的領域之一。由於地球含有大量的矽，基於矽的太陽能電池板價格實惠且可靠；但由於矽在物理上先天限制、與供給不足，使得尋找新的替代材料逐漸成為趨勢。

大約10年前，第一個基於鈣鈦礦的太陽能電池開始出現。鈣鈦礦太陽能電池具有幾項優勢：生產成本低、並且製造過程相對簡單且耗能更低。尤其是所謂的「串聯電池配置」被描述為一項十分具有前景的技術。這種串聯技術是由彼此疊置的鈣鈦礦和矽太陽能電池串聯而成，可以產生更高的光電轉化效率。

然而，鈣鈦礦電池也並非沒有缺點，同時也是這些缺點限制了該技術的大規模發展。首先，不同於矽晶體中穩定的原子鍵結，鈣鈦礦由於包含了離子、正粒子、負離子，因此它們的各粒子間的鍵結更趨於動態。而當鈣鈦礦暴露在陽光下時，會使得這些粒子不穩定或是產生移動，帶來穩定性不足的問題。而在太陽能電池中，這些缺陷會導致電壓損失，最終影響電池的效率。

為解決這項問題，研究員Bas van Gorkom開發出了一種高度靈敏的測量技術，可以收集有關鈣鈦礦晶體結構的信息，並測量它的缺陷。測量晶體結構中的缺陷並不容易，Bas與他的團隊開發了一種高度靈敏的光電流方法，主要透過計算機模擬來完成，並且於最近成功在微型太陽能電池上取得了成功。

Bas表示：「理想情況下，太陽能電池吸收的每個光粒子都會產生一個電子，而我們現在可以以微小電流的形式，準確測量缺陷中的電荷。」這種獨立的光電流電纜需要低噪音，因此被設置在一個獨立的房間，有著特殊的電子元件，可以專門識別那些影響鈣鈦礦穩定性的成份，並試著最大程度優化鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。

資料來源:TechXplore

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