鎂摻雜量子點技術突破！鈣鈦礦/有機串聯太陽能電池穩定性大躍進

在全球能源轉型浪潮下，太陽能發電技術正快速發展。過去數十年來，能源領域的工程師們持續探索新型太陽能電池設計與材料，期望在提升光電轉換效率的同時，兼顧裝置的長期穩定運作。

在眾多新興技術中，結合鈣鈦礦（具有特殊晶體結構的材料）與有機材料的串聯太陽能電池格外引人注目。這類電池不僅成本可能低於傳統矽基太陽能板，更能展現更高的能量轉換效率。其關鍵在於採用能隙大於1.6電子伏特(eV)的寬能隙鈣鈦礦材料，可有效吸收高能量光子。

香港理工大學研究團隊近期在《自然能源》期刊發表突破性成果，透過酸性鎂摻雜氧化錫量子點技術，成功解決寬能隙鈣鈦礦材料的固有缺陷。研究主持人餘漢、傅傑豪指出：「傳統寬能隙鈣鈦礦面臨結晶控制困難、缺陷陷阱多、能階匹配不佳等問題，這些都源自底層介面接觸不良所導致的能量損耗與裝置劣化。」

這項創新技術利用具有可調特性的奈米級半導體粒子——量子點，在鈣鈦礦層與基底材料間建立最佳化介面。研究顯示，這種設計能同步改善物理、化學、結構與能量特性，有效鈍化缺陷、最佳化能帶排列，並提升薄膜生長品質。

實驗結果令人振奮：採用新技術的寬能隙CsPbI₂Br太陽能電池實現19.2%轉換效率，開路電壓達1.44V；而鈣鈦礦/有機串聯電池更創下25.9%效率紀錄（經認證為25.1%），且在各類環境條件下都展現優異穩定性。

這項研究不僅為串聯太陽能電池的商業化應用鋪路，其量子點調控技術更可延伸至其他材料系統，為下一代光伏技術開創更多可能性。