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- 钙钛矿太阳能电池 洛杉矶华裔教授的新突破
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u*******g
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洛杉矶加大(UCLA)材料科学工程学系华裔教授杨阳(Yang Yang)领导的研究团
队,经过七个月研究,成功延发新方法,大幅提高钙钛矿(perovskite )太阳能电池
的光电转化效能,生产大面积钙钛矿太阳能电池,将这种太阳能电池界的「明日之星」
提升到新一境界。
传统硅晶太阳能板因原料硅土昂贵,且制造过程会产生非常严重污染,学界和业界
近年转而研发钙钛矿太阳能板,结果光电转化效能两年内从3%提高至16%,形成重大的
科研突破。
杨阳解释,钙钛矿太阳能电池有两种原料,旧制程方法是用烤的,但两种材料沸点
不同,无法烤得很均匀,造成介面的电子传递效率变差,使得整体的转换效率下降。他
们改用蒸镀法将其中一种原料蒸进另一种材料,「就像蒸小笼包一样」,蒸出来的薄膜
表面均匀,传导效能自然提高。
钙钛矿太阳能板无法兼顾面积和效能,杨阳实验室做出来的太阳能板大小为1x1吋
,若他的制程方法再进一步,可望生产1x1公尺大小的商用太阳能板。杨阳表示,他下
个目标是将光电转化效能提高至20%,大面积虽做得到,但因为学校财力不若业界雄厚
,无法发展出如此大的尺寸。
杨阳从事太阳能电池研究十多年,投入钙钛矿太阳能电池还不到一年,在博士后研
究员陈棋和周欢萍等人的共同努力下就有如此成就,相当杰出。他说,主要是他们在同
个领域钻研许久,才能在这么短时间作出突破。
杨阳表示,大家都在找最好的太阳能电池来源,硅晶太阳能电池光电转化效能高,
大约18%,但制程必须耗费大量的电力,其电费至少要五年才能回收,加上原料硅土昂
贵、污染高,事实上并不理想,「钙钛矿绝对更便宜又环保」。
钙钛矿是一种陶瓷氧化物,此类氧化物最早被发现者,是存在于钙钛矿石中的钛酸
钙(CaTiO3)化合物,目前用的都是人为作出的,因此没有资源耗尽的问题,再加上这
类材料制程简便,成本可以大幅下降,商用潜力无限。
杨阳毕业自台湾成功大学物理系,在麻萨诸塞大学取得硕士和博士学位,于1997年
加入洛加大。周欢萍为北京大学毕业,陈棋为清华大学毕业。
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