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突破性研究:鈣鈦礦太陽能技術壽命延長十倍

由英國薩裡大學主導的最新研究顯示,氧化鋁(Al2O3)奈米粒子能大幅提升鈣鈦礦太陽能電池的壽命與穩定性,讓這項高效能源技術的耐用性增加十倍。這項研究成果已發表於《EES Solar》期刊,為下一代更持久且平價的太陽能板帶來曙光。

鈣鈦礦太陽能電池雖具備成本效益高、重量輕等優勢,但其商業化潛力一直受到結構缺陷的限制,主要問題在於碘元素的流失。隨著時間推移,碘的逸散會導致材料劣化,影響效能與耐用性。為解決此問題,薩裡大學與英國國家物理實驗室及雪菲爾大學合作,發現將氧化鋁奈米粒子嵌入電池內部,能有效捕捉碘元素,從而提升電池的穩定性。

該研究的主要作者、薩裡大學先進技術研究所博士研究生哈什尼·佩雷拉表示:「看到我們的研究成果產生如此大的影響,令人非常振奮。十年前,鈣鈦礦太陽能電池在實際環境中能維持如此長久的壽命,簡直是天方夜譚。如今,這些改進讓我們在穩定性與效能上取得突破性進展,使鈣鈦礦技術更接近成為主流能源解決方案。」

研究團隊在極端高溫與高濕環境下測試改良後的太陽能電池,模擬實際使用條件。結果顯示,嵌入氧化鋁奈米粒子的電池在超過兩個月(1,530小時)的測試中仍保持高效能,相較於未改良的電池僅能維持160小時,耐用性提升了十倍。進一步分析發現,氧化鋁奈米粒子不僅使鈣鈦礦結構更加均勻,減少缺陷並提升導電性,還形成了一層保護性的二維鈣鈦礦層,有效阻隔濕氣侵蝕。

薩裡大學先進技術研究所的伊馬爾卡·賈亞瓦德納博士指出:「透過解決鈣鈦礦太陽能技術的常見挑戰,我們的研究為更便宜、更高效且更普及的太陽能應用開啟了大門。這項成果是開發高效能太陽能電池的關鍵一步,使其能適應實際環境,並加速全球商業化程序。」

薩裡大學先進技術研究所所長兼薩裡永續發展研究所臨時主任拉維·席爾瓦教授補充道:「隨著淨零排放目標的期限逼近,擴大再生能源解決方案的應用範圍比以往任何時候都更加重要。這類突破性研究將在滿足全球能源需求的同時,支援我們邁向永續未來的轉型。」

此外,英國工業聯合會的最新分析也強調,再生能源領域的培訓不僅能提升職業前景,還能帶來高於全國平均水準的薪資,進一步凸顯投資潔淨能源的經濟與環境效益。