城大的創(chuàng)新發(fā)明可促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化，令我們早日達(dá)致由可持續(xù)能源驅(qū)動的節(jié)能未來。

城大化學(xué)系朱宗龍教授說：「這項(xiàng)新技術(shù)影響深遠(yuǎn)，其潛在應(yīng)用可徹底革新可再生能源產(chǎn)業(yè)。」上述研究計(jì)劃由朱教授與華中科技大學(xué)李忠安教授合作進(jìn)行。

嶄新解決方案

鈣鈦礦太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率極高，因此被視為太陽能領(lǐng)域中極具潛質(zhì)的前沿技術(shù)。可是，這種新電池有重大的缺點(diǎn)：高溫不穩(wěn)定性，即電池在高溫下的效率可能下降。

朱教授說：「我們的技術(shù)可大幅提升鈣鈦礦太陽能電池的高溫穩(wěn)定性。」他並指出高溫穩(wěn)定性是鈣鈦礦太陽能電池轉(zhuǎn)作商業(yè)化的關(guān)鍵因素。

朱教授說：「加上高熱穩(wěn)定的電荷提取塗層後的鈣鈦礦太陽能電池，即使長時間在攝氏65度的高溫下運(yùn)作超過1,000小時，仍能保持初始效率的90%以上，而且能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)25.6%。這是一項(xiàng)里程碑式成就。」

上述研究刊登於國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science），題為「為高效能倒置p-i-n鈣鈦礦太陽能電池而設(shè)的穩(wěn)定空穴選擇層」（Stabilized hole-selective layer for high-performance inverted p-i-n perovskite solar cells）。

朱教授說：「我們發(fā)現(xiàn)高溫會令SAM內(nèi)的分子化學(xué)鍵斷裂，削弱了電池的表現(xiàn)。因此，我們的方案是通過多種實(shí)驗(yàn)方法及理論計(jì)算，把SAM加在氧化鎳納米顆粒薄膜層的上面，研製成一層抗熱的保護(hù)罩。」

為解決這問題，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出創(chuàng)新的方案：將SAM加固在本質(zhì)穩(wěn)定的氧化鎳納米顆粒薄膜層表面上，加強(qiáng)SAM對底層的連結(jié)力。此外，團(tuán)隊(duì)自行研發(fā)創(chuàng)新的合成SAM分子，令鈣鈦礦太陽能電池更有效率地進(jìn)行電荷抽取。

團(tuán)隊(duì)的主要研究成果大有潛力改革太陽能產(chǎn)業(yè)。通過應(yīng)用城大創(chuàng)新研發(fā)的SAM，鈣鈦礦太陽能電池的高溫穩(wěn)定性得到改善，團(tuán)隊(duì)為鈣鈦礦太陽能電池奠下良好的基礎(chǔ)，令電池在高溫下也能發(fā)揮高效表現(xiàn)。

朱教授說：「這項(xiàng)突破研究具有關(guān)鍵意義，掃除了以往鈣鈦礦太陽能電池未能廣泛應(yīng)用的重大障礙。我們的發(fā)明可大幅擴(kuò)展這類電池的用途，不再受高溫環(huán)境及氣候的限制。」

上述研究成果極為重要。城大提升了鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)應(yīng)用，不但為再生能源市場引入嶄新產(chǎn)品，更可能全面改造整個能源領(lǐng)域，在全球邁向可持續(xù)發(fā)展和高效率能源來源的轉(zhuǎn)變過程發(fā)揮重要作用。

朱教授說：「這項(xiàng)新技術(shù)一旦全面商業(yè)化，將有助減低我們對化石燃料的依賴，並為應(yīng)對全球氣候危機(jī)作出重大貢獻(xiàn)。」