要求製程也「綠化」,鈣鈦礦太陽能將擁有全新無毒且生物降解溶劑

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 21 日 15:51 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


鈣鈦礦電池做為下一代備受矚目太陽能技術,在提升光電轉換效率以及延長使用壽命之於,也需要讓製程更加「友善」,英國史雲斯大學科學家考量到鈣鈦礦太陽能製程所用的 γ-丁內酯(GBL)有毒溶劑,其實並不是每個國家都能廣泛使用,以全新可降解、無毒的溶劑,提高未來鈣鈦礦的普及。

鈣鈦礦太陽能常用溶劑為二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基亞碸(DMSO)與 GBL,這三種都是有毒溶劑,毒性由左至右減弱,其中這次被點名的 GBL 通常是一種易潮解的無色油狀液體,有著微弱的塑膠臭味並且能溶於水,在化學領域常當作溶劑和反應試劑,於鋰離子電池為特殊非水溶液,在鈣鈦礦太陽能領域中,則用於控制鈣鈦礦結晶,只是材料有毒也不永續。

再加上由於 GBL 是台灣二級毒品 GHB 的前驅原料,經過稀釋並吞食 GBL 之後,體內會迅速代謝成 GBH,有著藥物濫用與非法用途之虞,導致目前 GBL 在許多地方已是受控化學品。這邊也提醒飲料離開視線勿再喝。

史雲斯大學(Swansea University)SPECIFIC 創新與知識中心表示,目前已經找到全新溶液,可替代現在的有毒、不可回收的 GBL 溶劑,且完全不會影響電池的性能。

γ-戊内酯(GVL)的優勢包括,原料永續、沒有任何法律問題、是用大規模製造、無毒可生物降解,研究小組組長 Trystan Watson 認為,為了環境永續,也希望太陽能電池製造方式能跟發電一樣是「綠色」的,而隨著下一代太陽能技術的商用可行性,減少大量生產的環境衝擊愈加重要。

自 2009 年問世以來, 鈣鈦礦太陽能電池 迅速發展,轉換效率已達到 25.5%,接近市售的單晶矽太陽能,該技術也試用低成本溶液處理,不過若要商業化之前,還有須多問題得解決,好比解決穩定性、壽命與限制規模生產的溶劑問題,才能降低成本, Watson 指出,希望這項研究能幫助過去無法研究鈣鈦礦太陽能的國家,加速發展更乾淨、綠色的能源。

(圖片來源:史雲斯大學