突破性技術！無矽太陽能板問世，穩定效能開啟綠能新篇章

近年來，太陽能發電在美國迅速崛起，已有7%的家庭選擇以太陽能作為主要電力來源。然而，科學家們仍在努力提升太陽能板的生產效率，以應對日益增長的能源需求。

傳統太陽能板由數十個太陽能電池組成，這些電池通常以矽為主要材料。雖然矽是現行標準，但其生產與加工過程耗能龐大，導致新建太陽能板製造廠的成本居高不下。目前，全球大多數太陽能電池產自中國，因其擁有豐富的矽資源。為了提升美國本土的太陽能電池產量，亟需一種易於生產的新型材料。

「我們正在開發無需昂貴裝置即可輕鬆生產的技術，」材料科學與工程學院副教授胡安-帕布羅·科雷亞-巴埃納表示。多年來，科雷亞-巴埃納的研究團隊一直探索以鈣鈦礦晶體替代矽的可能性。鈣鈦礦由碘原子、鉛和有機元素組成，是一種前景看好的替代材料，其效能與矽相當。

然而，鈣鈦礦有一個主要缺點：其使用壽命僅為矽電池的5%。相較於矽電池的20年壽命，鈣鈦礦電池在使用一年後便開始劣化。這種材料對夏季高溫特別敏感，可能在幫助屋主節省能源成本之前就已分解。

科雷亞-巴埃納的實驗室利用新技術，成功找到了穩定鈣鈦礦太陽能電池的方法。這些電池的結構類似於電池，由一個正極和一個負極組成，鈣鈦礦電池則夾在兩者之間。在將正極置於電池頂部之前，研究人員在輕微真空下將鈣鈦礦暴露於鈦氣體中。這個稱為氣相滲透的過程，將鈦嵌入太陽能電池的頂層。該技術目前正在申請專利。

「我們已經使導致壽命問題的其中一層更加堅固，特別是在高溫下更具韌性，」科雷亞-巴埃納說。「在這個插入鈦的過程中，我們可以防止降解過程，然後我們可以在屋頂或任何地方測試太陽能電池。」

最終，從矽轉向鈣鈦礦晶體的太陽能電池生產，可能會徹底改變太陽能產業。科雷亞-巴埃納團隊開發的創新穩定技術，解決了鈣鈦礦電池的主要缺點，使其更適合長期使用。這一進展不僅提升了本土太陽能電池生產的潛力，也支援了美國增加可再生能源使用的更廣泛目標。