鈣鈦礦太陽能電池於 2009 年正式問世，但轉換效率僅 3.8%。學界對鈣鈦礦電池一直抱有高度興趣，香港理工大學（理大）日前發表超高效鈣鈦／單晶矽層疊太陽能電池，轉換效率可達 25.5%，寫下新的全球紀錄。

鈣鈦礦奇特的晶體結構讓它具備了很多獨特的理化性質，比如吸光性、電催化性等等，在化學、物理領域有不小的應用，也因此鈣鈦礦太陽能電池被視為高效太陽能電池的潛力技術，具有優越的光伏功效，因此在學界一直是熱門的研究主題。

香港理大電子及資訊工程學系徐星全教授領軍一支科研團隊，透過新技術研發出轉換效率 25.5% 的高效鈣鈦礦／單晶矽層疊太陽能電池，可將太陽能電池的成本從現行矽基電池的每瓦 3.9 港元大幅降低到每瓦 2.73 港元。

理大科研團隊解釋，太陽能光譜由各種不同的能量波段組成，因此結合多種光伏材料來製造太陽能電池，就能吸收不同波段的陽光，增加電池片整體陽光吸收量，並提升發電量。鈣鈦礦／矽層疊電池的原理即是透過多種材料層疊的方式彌補對方的不足，由鈣鈦礦材料吸收短波段光子、底層的矽材料則吸收較長波段的光子，創造出轉換效率更高的太陽能電池。

在技術面上，理大科研團隊的高效鈣鈦礦／單晶矽層疊電池技術有三：

第一，透過氧低溫鈍化程序的化學反應來減少鈣鈦礦材料缺陷的影響。

第二，團隊研發可用於鈣鈦礦電池的高透明三氧化鉬／金／三氧化鉬叠層電極，並將此電極設定至最佳厚度提高電極對長波段光子的透明度，讓更多光能量進入鈣鈦礦電池底層的矽晶電池中。

第三，研發仿生花瓣限光薄膜，並將其「吸附」於電池表面，捕捉更多光線。該薄膜由理大紡織及製衣學系的博士鄭子劍研發，紋理仿製玫瑰花瓣。

此外，本次所採用的底層矽晶電池之設計與製造者是中山大學、順德中山大學太陽能研究院沈輝教授與其團隊。理大科研團隊表示將繼續努力提升鈣鈦礦/矽層疊太陽能電池的轉換效率，並研發更大面積的電池。

• 本文授權轉載自《綠能趨勢網》─〈鈣鈦礦電池效率新高，香港理大發表25.5%效率技術）