第三代太陽能電池技術正迅速推進。香港理工大學(PolyU)的工程研究團隊在「鈣鈦礦/矽串疊型太陽能電池」(TSCs)領域取得突破,專注於解決效率、穩定性與規模化生產的挑戰。該團隊提出了策略性建議,目標是將這類新型電池的能源轉換效率從目前最高的約34%提升至40%左右。
此項研究由香港理大能源轉換技術講座教授李剛與電子及資訊工程學系助理教授楊光等頂尖學者共同主導。他們對TSCs的挑戰與未來前景進行了關鍵評論,該論文已發表於頂尖期刊《自然光電》(Nature Photonics),為技術發展提供了重要藍圖。
李剛教授指出,儘管實驗室元件效率驚人,但在擴展至大面積模組時仍面臨效率損失與可靠性問題。楊光教授亦補充,鈣鈦礦材料本身在濕氣、氧氣和熱波動下的不穩定性,以及大面積製造的均勻性與缺陷控制,是商業化前必須克服的技術障礙。
研究團隊同時強調,目前缺乏長期可靠性的認證數據。他們建議必須依據國際電工委員會(IEC)的標準化程序進行嚴格測試。此外,多數電池設計中使用的重金屬鉛和稀有元素也帶來了環境法規疑慮,亟需開發可持續的替代材料或高效回收策略。
為此,香港理大團隊倡議透過產學研合作,整合材料科學、元件工程與經濟模型,共同推進技術。他們希望藉此加速TSCs的商業化進程,配合國家的「雙碳」戰略,並為人工智慧(AI)等高耗能產業提供綠色可靠的電力支持,助力能源結構的低碳轉型。