鈣鈦礦量子點太陽能潛力高，轉換效率有望破 30%

此次諾貝爾化學獎的焦點為「量子點（quantum dot）」，這種可以攜帶電荷的奈米晶體，也可以用在鈣鈦礦太陽能，最近伊朗科學家更用量子點，潛在的太陽能轉換效率逼近 30%。

伊朗伊斯蘭阿扎德大學正進行一系列的鈣鈦礦太陽能模擬，研究鈣鈦礦量子點（ perovskite quantum dot，PQD）的成長潛力，評估是否能改變、調節鈣鈦礦光吸收劑的特性，最後增強太陽能電池光電性能。

與染料太陽能電池類似，鈣鈦礦材料塗覆在電荷傳導介孔支架上，當作光吸收劑，團隊首先以轉換效率為 14% 的三碘合鉛酸銫（CsPbI3）量子點鈣鈦礦進行實驗。預想配置是為氧化銦錫基板、氧化錫（SnO2）電子傳輸層、混合 PCBM 跟 CsPbI3 量子點的光吸收劑，還包括由 PTB 聚合物、三氧化鉬（MoO3）和金製成的前驅薄膜。

研究團隊考慮材料比例、沉積過程等一系列不同的製程，還包括石墨烯等奈米顆粒的使用以及不同夾層材料的堆疊沉積，希望能修改 CsPbI 3 的性能。分析顯示，光吸收層材料的能隙必須在 1~1.7 eV 之間，電子親和力得在 3.7~4 eV 之間。

團隊表示，為了製造高效率的量子點太陽能電池，我們需要具有高電子遷移率的吸收層，團隊也發現鈣鈦礦光吸收層的理想厚度應在 100 nm 至 350 nm 之間。研究指出，最佳化版本顯示出，潛在的功率轉換效率為 29.88%。

團隊認為，新研究可能有助於其他研究人員研究 CsPbI 3 材料，打造高效、穩定、大規模和靈活的鈣鈦礦量子點太陽能電池。