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農業廢料打造高效能鈣鈦礦太陽能電池,效率突破21.39%

新加坡南洋理工大學的材料科學家與太陽能工程師團隊,攜手法國上法蘭西理工學院的同僚,成功開發出一款以生物質聚合物為基礎的鈣鈦礦太陽能電池。這項研究成果已發表於《先進功能材料》期刊,團隊詳細描述瞭如何利用農業廢料製作電池的光活性層,並發現其仍具備優異的能源轉換效率。

隨著人類持續將二氧化碳等溫室氣體排放至大氣中,地球暖化問題日益嚴重,科學家們正積極尋找主要排放源的替代方案。燃煤發電廠便是其中一大來源。為了減少對燃煤發電的依賴,科學家們轉而研究其他可再生且潔淨的能源選項。

太陽能電池無疑是極具潛力的選擇,它能將陽光轉化為電能。然而,由於製造過程中所使用的材料,太陽能電池並不如表面上看來那般環保。此外,像是矽等用於製造電池的材料日益稀缺,價格也隨之水漲船高。這促使研究人員致力於尋找更便宜且環保的替代材料,例如礦物鈣鈦礦。儘管這些努力已初見成效,但此類電池的效率仍不及以矽為基礎的產品。

這類電池還面臨另一項挑戰:光活性層通常由石油基聚合物製成,這不僅引發了對其永續性的質疑,也使得大規模生產變得困難重重。在這項最新研究中,團隊找到了一種更為潔淨的替代方案——生物質聚合物。更令人驚喜的是,這種生物質源自一種名為呋喃的農業廢料,進一步提升了電池的環保程度。

使用生物質聚合物製作的電池在測試中展現出令人鼓舞的成果,其效率達到了21.39%。雖然仍遠低於非生物質聚合物電池的34%,但已足以激勵研究團隊持續精進。他們認為,這項突破將為探索新型光活性層材料的研究開啟一扇大門,為太陽能電池的未來發展帶來更多可能性。