台大開發鈣鈦礦太陽能電池模組，突破製程瓶頸

台大凝態科學研究中心教授王立義和美國團隊合作，成功開發一種嶄新合成途徑，可突破傳統製程瓶頸，製造高品質、高穩定性的鈣鈦礦太陽能電池元件模組，登上國際期刊《焦耳》。

研究團隊指出，近年科技發展，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率急遽升高，成為備受期待的新興再生能源技術。然而要實現大規模的商業化，仍需開發出大面積電池模組的製造技術，並解決材料不穩定的問題。

傳統製程的一個瓶頸，在於為形成高緻密且均勻的鈣鈦礦薄膜，必須在幾秒鐘內精準控制製程沉積時間，增加加工難度。

王立義與美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室奈米技術中心研究員合作，在鈣鈦礦前驅溶液內，引入常用於純化天然氣的穩定性無色液體環丁碸（sulfolane）為添加劑。

（Source：論文）

實驗證實，增加上述添加劑後，可有效控制鈣鈦礦的結晶行為，大幅延長製程的「可加工時間」，從 9 秒增加到 90 秒，進而有較彈性的操作空間。

研究團隊進一步利用浸漬法（dipping process），製造出大面積的高質量鈣鈦礦薄膜，成功展示兩種不同面積的高轉換效能電池模組，電池效率達 16% 以上，且具優異的操作穩定性，在恆溫、恆定照明條件下持續運作 250 小時，仍能保留 約九成初始光電轉換效能。

論文第一作者、台大材料所博士生黃信祥指出，新的模組有 3 項優勢，包括方法簡易、成本低廉，且相容於現有製程。上述研究今天正式發表於科學期刊《焦耳》（Joule），獲得國際學術界重視。

（作者：陳至中；首圖來源：Flickr/Takver CC BY 2.0）

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