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洛杉矶华裔教授研发新方法提高太阳能电池产量

2014-02-10 08:51
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  据美国《世界日报》报道,洛杉矶加大(UCLA)材料科学工程学系华裔教授杨阳(Yang Yang)领导的研究团队,经过七个月研究,成功研发新方法,大幅提高钙钛矿(perovskite )太阳能电池的光电转化效能,生产大面积钙钛矿太阳能电池,将这种太阳能电池界的“明日之星”提升到新一境界。

  传统硅晶太阳能板因原料硅土昂贵,且制造过程会产生非常严重污染,学界和业界近年转而研发钙钛矿太阳能板,结果光电转化效能两年内从3%提高至16%,形成重大的科研突破。

  杨阳解释,钙钛矿太阳能电池有两种原料,旧制程方法是用烤的,但两种材料沸点不同,无法烤得很均匀,造成接口的电子传递效率变差,使得整体的转换效率下降。他们改用蒸镀法将其中一种原料蒸进另一种材料,“就像蒸小笼包一样”,蒸出来的薄膜表面均匀,传导效能自然提高。

  钙钛矿太阳能板无法兼顾面积和效能,杨阳实验室做出来的太阳能板大小为1x1吋,若他的制程方法再进一步,可望生产1x1公尺大小的商用太阳能板。杨阳表示,他下个目标是将光电转化效能提高至20%,大面积虽做得到,但因为学校财力不若业界雄厚,无法发展出如此大的尺寸。

  杨阳从事太阳能电池研究十多年,投入钙钛矿太阳能电池还不到一年,在博士后研究员陈棋和周欢萍等人的共同努力下就有如此成就,相当杰出。他说,主要是他们在同个领域钻研许久,才能在这么短时间作出突破。

  杨阳表示,大家都在找最好的太阳能电池来源,硅晶太阳能电池光电转化效能高,大约18%,但制程必须耗费大量的电力,其电费至少要五年才能回收,加上原料硅土昂贵、污染高,事实上并不理想,“钙钛矿绝对更便宜又环保”。

  钙钛矿是一种陶瓷氧化物,此类氧化物最早被发现者,是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)化合物,目前用的都是人为作出的,因此没有资源耗尽的问题,再加上这类材料制程简便,成本可以大幅下降,商用潜力无限。

  杨阳毕业自台湾成功大学物理系,在麻萨诸塞大学取得硕士和博士学位,于1997年加入洛加大。周欢萍为北京大学毕业,陈棋为清华大学毕业。

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