香港城市大學（城大）今日（10日）公布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，並簡化生產工序，降低成本，令相關電池的商用前景更為廣闊。

這項剛於國際期刊《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。

城大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，並且在多個領域中展現出廣泛的應用潛力。

香港城市大學化學系朱宗龍教授（左）與高丹鵬博士手持他們研發的創新太陽能電池。

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後研究員高丹鵬博士說：「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，對於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於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餘，還可大幅簡化生產步驟。

城大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。

朱教授指出，團隊在改善二氧化錫層的氧空位缺陷後，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2000小時過後仍能維持逾95%的效率，上述表現超越了傳統鈣鈦礦太陽能電池，並符合業界所訂關於器件壽命的多個基準。

城大團隊認為這項關於太陽能電池的研究將對環球能源市場帶來深遠的影響，並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於更大型的鈣鈦礦太陽能模組，目標在於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年內於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。」

頂圖：城大團隊包括（左起）化學系博士生Francesco Vanin、材料科學及工程學系副研究員劉琪博士、朱教授、化學系副研究員李博博士、材料科學及工程學系系主任曾曉成教授、高博士。