此半透明鈣鈦礦太陽能電池的能量轉換率為 21.68%,創下透明太陽能電池的最高紀錄。
韓國能源研究所(KIER)研發出了半透明的鈣鈦礦太陽能電池,能量轉換率達到破紀錄的 21.68%,同時相較其他採同技術的電池,表現出更高的耐用度。
目前傳統之太陽能電池的能量轉換效率大約在 20% 上下,為了增加發電效率,研究員轉向鈣鈦礦等材料,也有研究人員希望將窗戶和玻璃幕牆改造成太陽能電池板,以增加發電的效率。而 KIER 此次研究的鈣鈦礦太陽能電池即是將這兩種目標結合起來。
Photo Credit: KIER
為了打造出半透明太陽能電池,研究團隊以透明電極取代了傳統的金屬電極,但這一轉變會對電池產生有害的影響。
在鈣鈦礦太陽能電池中,有兩層相鄰的結構:電洞傳輸層、透明電極。而透明電極因會吸受到較高能量的粒子,進而導致電洞傳輸層的性能下降。為了解決問題,研究員在兩層之間加入金屬氧化物層作為緩衝。
另外,離子導入電洞傳輸層能增加導電率,團隊進一步將鋰離子轉化為氧化鋰,防止其擴散到金屬氧化物層中,再增添穩定性。
研究結果顯示,此半透明鈣鈦礦太陽能電池的能量轉換率為 21.68%,創下透明太陽能電池的最高紀錄,同時其穩定性也破紀錄,在黑暗中電量的儲存達 400 小時,在連續運作的條件下則能維持 240 多個小時。
團隊也將新太陽能電池作為串疊型太陽能電池的頂層,具四接點(four-terminal)結構的電池能量轉換率達 31.5%,兩接點結構的轉換率則是 26.4%。
研究員表示對金屬氧化物層的研究讓鈣鈦礦太陽能電池領域向前進,且解方是可實際應用的,未來具有很大的發展潛力。
INSIDE / Jocelyn