新型太阳能电池开创新机遇

香港城市大学（城大）科学家领导的一项开创性研究，研发出迄今效能最高的全无机倒置钙钛矿太阳能电池。这项新发明有助以具成本效益的方法，应对全球能源问题。

钙钛矿太阳能电池以金属卤化物钙钛矿材料制成，具有高效能、低生产成本的优点，因此在再生能源科技领域方面极具发展潜力。

城大研究团队花了一年时间研发的全无机倒置钙钛矿太阳能电池，最高效率纪录为16.1%，认证效率则为15.6%。钙钛矿太阳能电池的高效能水平，大有潜力增加其稳定性及实用价值。

这项研究成果已于国际著名科学期刊《自然通讯》发表，题为「路易斯碱抑制非辐射复合高效率全无机钙钛矿太阳能电池」。

钙钛矿太阳能电池自10年前推出以来一直大有改进，其中混合有机与无机材料制成的太阳能电池，效能从2009年的3.8%提升至2019年的25.2%。不过，上述混合材料制成的电池有本质上的缺陷：在高温下表现不稳定，且容易受湿度影响。团队研发的全无机倒置钙钛矿太阳能电池，效能迄今最高。城大研究团队选择开发全无机钙钛矿太阳能电池，因其对热和光的稳定性较高；而为应对其效能稍低的情况，团队成功研发提升其效能的新技术。这项新技术包含一种名为「钝化」的程序，是在制作薄膜时加入一种有机功能材料，以消除无机钙钛矿薄膜上的表面缺陷，从而提升效能及稳定性。

城大学务副校长兼化学及材料科学讲座教授任广禹教授说：「我们的研究显示全无机倒置钙钛矿太阳能电池的效能可达到16.1%，但我们认为仍可以进一步提升。」

未来如采用高效能的卷对卷制作技术，可制备半透明的柔性光伏器件。这样，未来的钙钛矿太阳能电池板就有可能代替现有玻璃用于智能窗户。

任教授谈及新技术的前景时说：「未来的钙钛矿太阳能电池可以像印刷报纸般生产。」

全无机钙钛矿太阳能电池的高效能以及在高温下的稳定特性，令其极具市场竞争力。城大化学系助理教授及研究团队成员朱宗龙博士说：「我们希望未来研发出新的太阳能电池，效能接近混合有机与无机材料的太阳能电池。」

此外，全无机倒置钙钛矿太阳能电池也适合制成叠层式电池。由于叠层式电池可对太阳的不同光谱作出反应，因此城大研究的太阳能电池有可能大幅提升能源转换的效能。

任教授解释说：「如果只用一种材料制作太阳能系统，就只能吸收有限的太阳光谱作能源转换。」通过改进太阳能电池的材料和界面以吸收更多光谱，钙钛矿太阳能电池未来的能源转换效能预计可提升至高于30%。

任教授、朱博士及华南理工大学叶轩立教授是上述论文的通讯作者。城大化学系博士生王晶与博士后研究员张杰博士是论文的第一作者。其他共同作者包括华南理工大学薛启帆博士和周颖芝、美国华盛顿大学李晓松教授和刘弘斌博士，以及国立台湾大学阙居振教授。