突破性新增劑讓鈣鈦礦太陽能電池效率再創新高

由中國多所研究機構及法國一所機構的光學、太陽能電池專家與電機工程師組成的小型團隊，最近發現將吡咯二唑加入甲脒碘化鈣鈦礦薄膜中，能顯著提升太陽能電池的效率。這項研究成果已發表於《自然通訊》期刊，團隊詳細描述了新增劑的發現過程、新增方法，以及使用改良薄膜製成的太陽能電池在測試中的表現。

近年來，矽基太陽能電池已成為市場主流。然而，隨著矽材料價格波動與供應問題，研究人員開始尋找替代材料。其中，礦物鈣鈦礦被視為極具潛力的選擇。不過，其應用一直受限於降解與效率問題。在這項新研究中，團隊致力於提升鈣鈦礦太陽能電池的效率。

研究團隊將焦點放在用於製造鈣鈦礦太陽能電池的薄膜上。他們在甲脒碘化鈣鈦礦樣本中混入少量吡咯二唑，以提升薄膜在結晶過程中的穩定性。結果顯示，由於甲脒碘化物的存在，PbI₂與氫之間的鍵結更為牢固。此外，膠體聚集現象減少，使薄膜均勻性提高，整體缺陷也隨之降低。團隊指出，缺陷減少有助於延緩降解。

團隊進一步利用新薄膜開發出完整的太陽能電池，並採用另一項創新技術——開放式環境下的槽模塗佈。這項技術為大規模生產鋪路，有望降低成本，使鈣鈦礦太陽能電池更具市場競爭力。

研究發現，新增劑確實提升了效率。測試結果顯示，太陽能電池的峰值效率達21.5%，認證效率為20.3%，兩者皆創下鈣鈦礦太陽能電池的新高。此外，電池在65%濕度下暴露於直射光1,000小時後，仍能維持94%的效率，展現出優異的長期穩定性。這些測試結果已透過中國國家計量測試技術研究院的驗證。

這項突破性研究不僅為鈣鈦礦太陽能電池的商業化應用帶來曙光，也為再生能源領域注入新動能，未來可望在全球能源轉型中扮演重要角色。