洛杉磯華裔教授研發(fā)新方法 提高太陽(yáng)能電池產(chǎn)量

據(jù)美國(guó)《世界日?qǐng)?bào)》報(bào)道，洛杉磯加大(UCLA)材料科學(xué)工程學(xué)系華裔教授楊陽(yáng)(Yang Yang)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)七個(gè)月研究，成功研發(fā)新方法，大幅提高鈣鈦礦(perovskite )\的光電轉(zhuǎn)化效能，生產(chǎn)大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，將這種太陽(yáng)能電池界的“明日之星”提升到新一境界。

傳統(tǒng)硅晶太陽(yáng)能板因原料硅土昂貴，且制造過(guò)程會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重污染，學(xué)界和業(yè)界近年轉(zhuǎn)而研發(fā)鈣鈦礦太陽(yáng)能板，結(jié)果光電轉(zhuǎn)化效能兩年內(nèi)從3%提高至16%，形成重大的科研突破。

楊陽(yáng)解釋，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池有兩種原料，舊制程方法是用烤的，但兩種材料沸點(diǎn)不同，無(wú)法烤得很均勻，造成接口的電子傳遞效率變差，使得整體的轉(zhuǎn)換效率下降。他們改用蒸鍍法將其中一種原料蒸進(jìn)另一種材料，“就像蒸小籠包一樣”，蒸出來(lái)的薄膜表面均勻，傳導(dǎo)效能自然提高。

鈣鈦礦太陽(yáng)能板無(wú)法兼顧面積和效能，楊陽(yáng)實(shí)驗(yàn)室做出來(lái)的太陽(yáng)能板大小為1x1吋，若他的制程方法再進(jìn)一步，可望生產(chǎn)1x1公尺大小的商用太陽(yáng)能板。楊陽(yáng)表示，他下個(gè)目標(biāo)是將光電轉(zhuǎn)化效能提高至20%，大面積雖做得到，但因?yàn)閷W(xué)校財(cái)力不若業(yè)界雄厚，無(wú)法發(fā)展出如此大的尺寸。

楊陽(yáng)從事太陽(yáng)能電池研究十多年，投入鈣鈦礦太陽(yáng)能電池還不到一年，在博士后研究員陳棋和周歡萍等人的共同努力下就有如此成就，相當(dāng)杰出。他說(shuō)，主要是他們?cè)谕瑐€(gè)領(lǐng)域鉆研許久，才能在這么短時(shí)間作出突破。

楊陽(yáng)表示，大家都在找最好的太陽(yáng)能電池來(lái)源，硅晶太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效能高，大約18%，但制程必須耗費(fèi)大量的電力，其電費(fèi)至少要五年才能回收，加上原料硅土昂貴、污染高，事實(shí)上并不理想，“鈣鈦礦絕對(duì)更便宜又環(huán)保”。

鈣鈦礦是一種陶瓷氧化物，此類氧化物最早被發(fā)現(xiàn)者，是存在于鈣鈦礦石中的鈦酸鈣(CaTiO3)化合物，目前用的都是人為作出的，因此沒(méi)有資源耗盡的問(wèn)題，再加上這類材料制程簡(jiǎn)便，成本可以大幅下降，商用潛力無(wú)限。

楊陽(yáng)畢業(yè)自臺(tái)灣成功大學(xué)物理系，在麻薩諸塞大學(xué)取得碩士和博士學(xué)位，于1997年加入洛加大。周歡萍為北京大學(xué)畢業(yè)，陳棋為清華大學(xué)畢業(yè)。

研究報(bào)告發(fā)布在1月15日出版的“美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊”(Journal of the American Chemical Society)。(賴至巧)