钙钛矿太阳能电池 洛杉矶华裔教授的新突破(多图)

秋雨

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，成功延发新方法，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，造成介面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。