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新加坡南洋理工大學(NTU): 鈣鈦礦太陽能電池研究

新加坡南洋理工大學(Nanyang Technological University,縮寫為NTU)成立於1991年,是新加坡最大的研究型綜合大學之一。該大學擁有廣泛的學科範疇,並在多個領域具有卓越的教學和研究聲譽。新加坡南洋理工大學是新加坡第二個大學,前身是1955年創立的南洋大學。致力於卓越的研究和教育,尤其在塑造第四次工業革命的領域上表現優異。NTU 在多個領域擁有卓越的研究成果,其中包括鈣鈦礦太陽能電池。

關於鈣鈦礦太陽能電池,NTU 的研究團隊已經取得了一些重要的突破。首先,他們成功開發了規模化的鈣鈦礦太陽能電池,使用工業上的熱蒸鍍技術製造了面積為21 cm2的鈣鈦礦太陽能模塊,並實現了18.1%的功率轉換效率[3]。這項成就代表了可擴展鈣鈦礦太陽能電池實現的最高效率。研究人員通過利用熱蒸鍍技術形成鈣鈦礦層,克服了在較小尺寸的太陽能電池中使用溶液基技術所面臨的限制。這一突破表明了鈣鈦礦技術與工業過程的兼容性,為其在市場上的應用奠定了基礎。 其次,NTU 的科學家與荷蘭格羅寧根大學的科學家合作,開發出一種方法來分析鈣鈦礦太陽能電池中最高效的材料組合,以提高能源收集效率[4]。他們使用激光觀察到當鈣鈦礦與提取電荷的材料結合時,能量屏障的形成。太陽能吸收產生的多餘能量導致產生"熱"電荷,很快轉化為熱能散失,只有"冷"電荷用於發電。研究人員強調更好地選擇提取材料與鈣鈦礦的配對,以減少能量屏障,提高太陽能電池的效率。

此外,NTU 的研究團隊還提出了一種無鉛的環境友好型鈣鈦礦太陽能電池製作方法,使用鋅等非有毒金屬代替鉛作為保護膜層,改善了電池的穩定性和效率[2]。這種以鋅為基礎的保護膜層展示出優異的電氣特性和增強的光吸收能力,在原型電池中實現了24.1%的光電轉換效率。研究人員計劃將這種方法擴大應用於全尺寸電池並申請專利。 綜上所述,南洋理工大學在鈣鈦礦太陽能電池研究方面取得了重要的突破,包括規模化製造、材料配對分析和無鉛環境友好型製程。這些研究成果有望推動新加坡實現可再生能源目標,並在不同領域廣泛應用鈣鈦礦太陽能電池技術。

參考文獻:



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