如何提高鈣鈦礦太陽能穩定性？科學家找到解方

成本低、效率高，在鈣鈦礦太陽能進入主流市場前，還有哪些課題待克服呢？

目前常見的太陽能技術為矽晶太陽能，隨著技術愈來愈成熟，裝置量逐年增加，自 2000 年以來矽晶太陽能成本急劇下降，除了矽晶太陽能技術，也有許多光電技術正默默努力出頭天，好比有機太陽能（OPV）、染料敏化太陽能（DSC）和鈣鈦礦太陽能（PSC）

礦物學家在19 世紀發現地殼中自然形成的鈣鈦礦，20 世紀類似結構的變體用於電子工業，日本研究團隊在 2009 因鈣鈦礦太陽能電池研究而獲獎，經由不同研究團隊的不斷改良製程，轉換效率在短短幾年內從最初的 3.8%，現在一平方公分的電池已經超過 23%。

雖然鈣鈦礦太陽能電池尺寸一變大，其轉換效率就會下降，但近年來的研究已經讓大面積的鈣鈦礦太陽能電池有不錯的表現。

其製程比矽晶太陽能簡單，材料更便宜，效率潛力更高，只可惜不穩定，當鈣鈦礦電池對紅外線和紫外線敏感，暴露在水和氧氣下，其的晶體結構會改變。美國喬治亞理工學院發現，當空氣中的水和氧氣相互反應，就會加速鈣鈦礦中不必要的相變。

那麼該怎麼辦呢？太陽能板一定會碰觸到環境中的空氣跟水氣。過去科學家們嘗試用矽晶太陽能包裹的三明治製程，喬治亞理工學院團隊則嘗試另一種方法，在鈣鈦礦太陽能電池上應用常見工業化學品 PEAI（phenethylammonium iodide）薄膜。

PEAI 具有排水特性，可是研究人員發現，太陽能板的廢熱會激發 PEAI 分子進而失去防水能力，因此團隊下一部是打造耐熱版本的 PEAI，目前除了喬治亞理工學院外，英國、台灣與 NREL 也有投入 PEAI 研究。

與矽晶太陽能所需的精密製造流程相比，鈣鈦礦太陽能板可以藉由塗漆噴塗、沉積或表面印刷簡易方式製造，可實現大量、低成本生產，且鈣鈦礦太陽能在低光源下也能發電，傳統的矽太陽能電池除非有高照度的光才能發電，鈣鈦礦太陽能電池即使低照度下也能發電，應用更加廣泛。

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（首圖來源：喬治亞理工學院）