研究正在推動節能太陽能電池技術的商業化，以實現 40% 的效率。

第三代太陽能電池技術正在迅速發展。香港理工大學（理大）工程研究小組在鈣鈦礦-矽串聯太陽能電池（TSC）方面取得突破，重點解決包括提高效率、穩定性和可擴展性等問題。

該團隊對TSC性能進行了全面分析，並提供了戰略建議，旨在將這種新型太陽能電池的能量轉換效率從目前最高的約34%提高到約40%。

團隊希望通過產學研合作，加速鈣鈦礦矽TSC的商業化進程，同時配合國家碳排放達峰和中和的戰略規劃，推動利用可再生能源的人工智能等創新技術的發展。

研究團隊包括頂尖科學家，包括理大能源轉換技術系系主任李剛教授、鍾士元爵士可再生能源講座教授，以及電氣與電子工程學系副教授楊光教授。

他們對鈣鈦礦矽 TSC 的挑戰和未來前景進行了批判性回顧，題為“邁向高效、可擴展和穩定的鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池”。 發表 在雜誌上 自然光子學。

解決穩定性和生產問題

Gang教授表示：“儘管實驗室規模的設備在效率方面取得了令人矚目的進步，但還需要進一步努力提高其可靠性，包括最大限度地減少從小面積設備轉向大面積模塊時的效率損失。” “還應特別注意確保材料和方法的可製造性符合行業標準。”

為了解決這些問題，管教授和他的團隊確定了幾個關鍵的技術問題。首先，鈣鈦礦材料在水分、氧氣、紫外線輻射和溫度波動等外部因素影響下的內部不穩定性仍然是一個嚴重的問題。其次，將串聯器件轉化為商業規模的模塊需要克服與均勻性、缺陷控制和大面積製造相關的障礙。

儘管鈣鈦礦矽 TSC 的初步測試已經在戶外進行，但其長期可靠性的認證數據仍然不足。為了更好地評估這些電池的實際壽命和商業潛力，研究人員建議根據國際電工委員會概述的標準化程序進行嚴格的加速穩定性測試。

此外，儘管鈣鈦礦原料相對便宜，但大多數電池設計中稀有元素和重金屬鉛的使用引起了重大的環境和監管問題。因此，該研究主張開發可持續的替代品以及有效的回收或鉛封存策略，以確保可行的商業化。

促進產學研合作

理大團隊提倡工業界、學術界和研究界通過跨學科方法，整合材料科學、器件開發和經濟模型進行合作，以推進這一前景光明的光伏技術。關教授說：“開發高效可靠的鈣鈦礦矽TSC應該可以解決這些剩餘的科學挑戰並實現更低的能源成本。”

“團隊希望這項研究能夠推動該技術從實驗室研究到商業化生產的轉變，同時緊密結合國家碳排放達峰和中和的戰略部署。通過確保高效可再生能源的穩定供應，為人工智能等高耗能行業提供綠色可靠的能源支持，從而幫助實現能源結構的低碳轉型。”