香港城市大學（城大）成功研發新的器件結構和製備方案，可大幅提升鈣鈦礦太陽能電池的穩定性和效率，并簡化生產工序，降低成本，令相關電池的商用前景更為廣闊。

這項剛于國際期刊《科學》發表的研究極其重要，因為城大團隊設計的簡化器件結構可以促進未來鈣鈦礦太陽能電池的工業生產，提升業界將這類電池作商業用途的信心。

化學系朱宗龍教授說：「這項技術使生產鈣鈦礦太陽能電池的過程變得更容易且成本更低，同時延長了電池的使用壽命，能夠推動太陽能技術的重要進步。」他解釋說鈣鈦礦能高效地將陽光轉化為電能，并且在多個領域中展現出廣泛的應用潛力。

兩項創新技術

從廣義層面來說，城大團隊正在研發一種較現行太陽能電池更長壽、更有效將陽光轉化為電能的新型太陽能電池。

團隊為這種電池的結構開發出兩項創新技術。第一項是將電池結構原有的空穴選擇層與鈣鈦礦層二合為一，精簡了生產程序。第二項則是電子傳輸層改用耐熱性極佳的無機物質二氧化錫代替傳統的富勒烯（fullerene）及浴銅靈（BCP）等有機物質，大大提升器件運作時的穩定性。

論文的共同作者兼城大博士后高丹鵬博士說：「研究提出的器件結構是現行鈣鈦礦太陽能電池中最簡單的設計，對于推動這類電池的產業化具有極大的優勢。」高博士具體解釋上述方案的好處在于免卻慣用的有機物質傳輸層，有效降低生產過程中的物料成本之馀，還可大幅簡化生產步驟。

兼顧成本效益與可持續發展

相關研究展示了一些值得注意的數據。朱教授指出團隊在改善二氧化錫層的氧空位缺陷后，器件的能源轉化效率已超越25%。同時，器件在嚴格測試狀態下連續運作2,000小時過后仍能維持逾95%的效率。

上述表現超越了傳統鈣鈦礦太陽能電池，并符合業界所訂關于器件壽命的多個基準。研究成果簡化了太陽能電池的生產程序并提升量產的成本效益，為太陽能電池開拓出更可靠和更有效率的發展前路。

材料科學及可再生能源科技的研究人員，以及生產太陽能電池的公司都會對相關研究感興趣，因為它為鈣鈦礦太陽能電池的生產及持久穩定性帶來了突破。而能源消費者及環保組織亦樂見更有效率、更耐用及更易于生產的太陽能電池所帶來的好處。

此外，制訂環境保護政策的決策者也會注意到本研究的價值，因為本研究擴展了可再生能源的應用范圍，減少對化石燃料的依賴和保護環境及氣候。

擴展應用規模

城大團隊認為這項關于太陽能電池的研究將對環球能源市場帶來深遠的影響，并有助加快市場轉向發展可再生能源。團隊下一步將專注研究如何將這種創新的結構應用于更大型的鈣鈦礦太陽能模組，目標在于進一步提升相關技術的效率和可擴展性。

本研究計劃的合作團隊包括來自美國的國家可再生能源實驗室及英國的倫敦帝國學院，彰顯環球合作為研發可持續能源方案所作的努力。朱教授說：「我們研發的技術有可能在5年內于太陽能發電系統上應用，將對全球進一步達致可持續及更環保的能源生產發揮重要作用。」

上述在《科學》期刊上發表的論文題為「利用原子層沉積氧化錫達至鈣鈦礦太陽能電池的長期穩定性」。