新興光電技術量子點太陽能電池備受矚目,現在韓國蔚山科學技術院(UNIST)工程師更將轉換效率提高到 18.1%,創世界紀錄。
量子點本質上只是小小的圓形半導體晶體,但它們在吸收和發射光方面頗為厲害,且不同尺寸的顆粒也會有不同的顏色表現,能應用在螢幕顯示器或感測器,除此之外,若應用在太陽能,也因為一片模組能吸收不同的波長,可實現更高的轉換效率。
目前主流太陽能材料為矽晶,整面都吸收相同的光波長,團隊指出,若採用量子點,不同尺寸的顆粒就能各司其職,專注不同的光譜,進而提高潛在效率。且量子點太陽能也有其他優勢,便宜容易製造,甚至可以製成噴塗溶液。
這次 UNIST 團隊也修改一番配方,過去都是用有機材料製成量子點太陽能電池,效率高但在陽光下穩定性較差,對於整天得放在戶外吸收陽光的太陽能板來說,可不是好事,因此團隊改用鈣鈦礦來製造量子點。
團隊還開發新的量子點固定方法,讓量子點能更緊密排放,讓效率從 2020 年的 16.6% ,提高到創新紀錄的 18.1%,也獲得國家再生能源實驗室(NREL)的認可;新的太陽能電池也更加穩定,在正常條件下可維持 1,200 小時的效率,在 80 °C 的高溫下維持 300 小時。
不過量子點太陽能要商業化,也還要很長一段時間,但潛力頗高,量子點直到 2010 年左右才進到實驗室,當時效率也不到 4%,未來隨著效率提高,便宜且簡單的製造程序應該有助於擴大技術規模。
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(首圖來源:Unsplash)