港科大研「分子魔術貼」薄膜技術 優化鈣鈦礦太陽能電池效能

香港文匯報訊（記者 高鈺）太陽能可說是最具發展潛力的綠色能源，而近年興起的鈣鈦礦太陽能電池，以高效率和低製造成本見稱，惟欠缺長期穩定性而令應用一直未能普及。香港科技大學研究團隊成功研發出一款高強度薄膜，透過在鈣鈦礦表面實現多點錨定，如同「分子魔術貼」般固定位置，確保薄膜在運作期間保持穩定。在攝氏85度和正午強烈陽光條件的標準測試顯示，該薄膜使太陽能電池連續運作逾1,100小時後仍能維持95%以上的初始效率，展現戶外應用的強大潛力，為高效、耐用且低成本的太陽能發電技術鋪路。

針對鈣鈦礦太陽能電池的應用，現有技術常以「低維鈣鈦礦薄膜」覆蓋三維鈣鈦礦吸收層，以修復器件表面缺陷並提高電壓，但傳統薄膜多由單價銨鹽構成，與晶格的結合較弱，在高溫熱和光照下易分解，導致性能迅速下降。為解決此問題，港科大電子及計算機工程學系博士後研究員常曉明所屬的團隊，研發出一種新型多價脒陽離子配體，能夠透過脒基的兩個含氮位點，像「分子魔術貼」般在鈣鈦礦表面固定位置。

常曉明解釋，新研發的多價脒陽離子配體，具有近乎平面的分子構型和穩定電荷分布，能形成更強的氫鍵以抵抗分解，做到更高的穩定性。

研究論文共同作者、港科大電子及計算機工程學系助理教授林彥宏表示，團隊利用了專用的原位高光譜成像儀器進行分析，在加速老化測試中，「採用『分子魔術貼』界面的器件，其光致發光分布與光譜幾乎不變，顯示該界面具有高度穩定性，而鈣鈦礦層的化學組成亦能長時間維持完整。」

團隊又證實，在倒置結構的鈣鈦礦器件中，這種三維/二維界面工程策略，實現了約1.1cm2器件25.4%的經認證穩態光電轉換效率，以及6.8cm2小型組件24.2%的效率，是目前同業匯報所知的最高水平。

上述成果已獲選於權威期刊《科學》發表。