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嶺大團隊改良鈣鈦礦太陽能電池 連續運作700小時仍保95%效能

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嶺大團隊改良鈣鈦礦太陽能電池 連續運作700小時仍保95%效能
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嶺大團隊改良鈣鈦礦太陽能電池 連續運作700小時仍保95%效能

2026年03月31日 10:37 最後更新:12:48

全球潔淨能源轉型需求迫切,「疊層太陽能電池」被視為新一代提升太陽能發電效率的重要技術。嶺南大學(嶺大)伍絜宜跨學科學院學者及其合作的研究團隊,創新開發出一種新型界面結構,成功突破目前鈣鈦礦太陽能電池在電壓上的限制,能大幅減少能量損失,進一步提升將陽光轉換為電力的效率。研究成果已發表在國際頂級學術期刊《自然通訊》(Nature Communications),展示嶺大在可再生能源材料及光伏技術領域的科研實力。

傳統的策略往往導致配體分子
   受控地擴散至鈣鈦礦材料內部,或在溶劑清洗過程中大量流失,無法形成有效的配體層。本研究團隊提出全新策略,成功將配體分子固定在自組裝單分子層材料(SAM分子)上,並構建局部的「2D/3D」結構。

傳統的策略往往導致配體分子 受控地擴散至鈣鈦礦材料內部,或在溶劑清洗過程中大量流失,無法形成有效的配體層。本研究團隊提出全新策略,成功將配體分子固定在自組裝單分子層材料(SAM分子)上,並構建局部的「2D/3D」結構。

由嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授、伍絜宜跨學科學院助理教授(校長卓越青年學者)吳聖釩教授,與香港城市大學等學者組成的聯合研究團隊,研發出一種新型方法,可在鈣鈦礦太陽能電池內部形成局部的「2D/3D」結構,以減少能量流失,改善電池電荷提取效率和界面接觸。同時,利用疊層太陽能電池技術——頂層材料吸收短波光,底層材料吸收長波光——大幅提升了光能利用率。

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傳統的策略往往導致配體分子
   受控地擴散至鈣鈦礦材料內部,或在溶劑清洗過程中大量流失,無法形成有效的配體層。本研究團隊提出全新策略,成功將配體分子固定在自組裝單分子層材料(SAM分子)上,並構建局部的「2D/3D」結構。

傳統的策略往往導致配體分子 受控地擴散至鈣鈦礦材料內部,或在溶劑清洗過程中大量流失,無法形成有效的配體層。本研究團隊提出全新策略,成功將配體分子固定在自組裝單分子層材料(SAM分子)上,並構建局部的「2D/3D」結構。

此圖為團隊設計的名為CbzBT-B的新型自組裝單分子層材料,該分子具備優異的穩定性,且其能階與鈣鈦礦更為匹配。該分子中的硫原子可與配體相互作用,確保在底界面形成局部的「2D/3D
   鈣鈦礦異質結結構。

此圖為團隊設計的名為CbzBT-B的新型自組裝單分子層材料,該分子具備優異的穩定性,且其能階與鈣鈦礦更為匹配。該分子中的硫原子可與配體相互作用,確保在底界面形成局部的「2D/3D 鈣鈦礦異質結結構。

電池測試結果表明,採用該策略的寬帶隙鈣鈦礦電池,其開路電壓和效率獲得顯著提升,並展現出色的運行穩定性;該策略適用於不同寬能帶鈣鈦礦電池,並打破多項性能紀錄。團隊基於該技術製備疊層太陽能電池,並實現了高達百分之27.11的效率。

電池測試結果表明,採用該策略的寬帶隙鈣鈦礦電池,其開路電壓和效率獲得顯著提升,並展現出色的運行穩定性;該策略適用於不同寬能帶鈣鈦礦電池,並打破多項性能紀錄。團隊基於該技術製備疊層太陽能電池,並實現了高達百分之27.11的效率。

嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授。

嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授。

嶺大伍絜宜跨學科學院助理教授(校長卓越青年學者)吳聖釩教授。

嶺大伍絜宜跨學科學院助理教授(校長卓越青年學者)吳聖釩教授。

此圖為團隊設計的名為CbzBT-B的新型自組裝單分子層材料,該分子具備優異的穩定性,且其能階與鈣鈦礦更為匹配。該分子中的硫原子可與配體相互作用,確保在底界面形成局部的「2D/3D
   鈣鈦礦異質結結構。

此圖為團隊設計的名為CbzBT-B的新型自組裝單分子層材料,該分子具備優異的穩定性,且其能階與鈣鈦礦更為匹配。該分子中的硫原子可與配體相互作用,確保在底界面形成局部的「2D/3D 鈣鈦礦異質結結構。

研究團隊解釋,此嶄新技術為太陽能電池進行了多項優化,包括提升薄膜質素,讓吸收陽光的材料生長得更均勻,從源頭減少內部缺陷。其次,該技術有助顯著降低界面的缺陷密度,抑制不必要的能量損耗,從而減少電壓流失。技術亦改善了界面之間的能量對接,令電荷提取更有效率。

電池測試結果表明,採用該策略的寬帶隙鈣鈦礦電池,其開路電壓和效率獲得顯著提升,並展現出色的運行穩定性;該策略適用於不同寬能帶鈣鈦礦電池,並打破多項性能紀錄。團隊基於該技術製備疊層太陽能電池,並實現了高達百分之27.11的效率。

電池測試結果表明,採用該策略的寬帶隙鈣鈦礦電池,其開路電壓和效率獲得顯著提升,並展現出色的運行穩定性;該策略適用於不同寬能帶鈣鈦礦電池,並打破多項性能紀錄。團隊基於該技術製備疊層太陽能電池,並實現了高達百分之27.11的效率。

研發團隊成功研發出高效穩定的寬能帶鈣鈦礦太陽能電池,並創造了多項電池性能記錄。該類型電池在長時間運行測試中表現優異,即使連續運行700小時,效率仍保持超過九成五。根據研究團隊推算,該電池在長期使用1800小時以後,效率仍可保持在九成以上。同時,基於該技術研發的鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池的發電效率達到百分之27.11,處於該類別疊層太陽能電池的最高效率之一。

嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授。

嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授。

該論文的共同通訊作者、嶺大伍絜宜跨學科學院助理教授(校長卓越青年學者)吳聖釩教授表示:「此次研發成果得益於我們在界面工程與疊層光伏器件方面的長期深入探索和積累,為未來大規模應用提供可靠基礎。未來我們將繼續研究推動相關技術產業化,把高效、穩定的能源方案轉化為商用產品,以共同應對氣候挑戰與能源安全需求,為社會可持續發展貢獻力量。」

嶺大伍絜宜跨學科學院助理教授(校長卓越青年學者)吳聖釩教授。

嶺大伍絜宜跨學科學院助理教授(校長卓越青年學者)吳聖釩教授。

嶺大伍絜宜跨學科學院院長及跨學科講座教授陳曦教授對研究成果給予高度評價,他表示:「嶺大近年致力積極推動跨學科研究,這項突破性技術彰顯嶺大在應對全球能源挑戰、發展潔淨能源技術方面的科研實力與決心,團隊將繼續推動創新研究成果轉化為實際解決方案,協助全球實現綠色低碳未來。」

全國政協常委唐英年星期二(3月31日)出席香港新聞工作者聯會兩會精神分享會,提出四點建議,呼籲香港搶抓國家「十五五」機遇。

一是香港需要積極發揮窗口作用。「十五五」規劃綱要明確提到香港發展,「支持港澳鞏固提升競爭優勢」和「更好融入和服務國家發展大局」。當今地緣政治局勢緊張,在國家對外開放中,深化國際交往是香港的角色和優勢。香港是國家發展的「橋頭堡」,需要搶抓機會;更好統籌金融發展和安全,築牢風險防控堅固屏障,助力國家保持高水平對外開放,又防止外部變化影響內地發展。

二是香港需要鞏固提升金融優勢。「十五五」規劃綱要提出「金融強國」和「科技強國」建設,並「支持香港鞏固提升國際金融中心」、「強化全球離岸人民幣業務樞紐」。香港是一個「聚財」的福地,包括錢財和人才,科技發展無財(才)不立。香港國際金融中心有優勢,不管是創投基金以至耐心資本,也可以為國家發展注入活水。此外,香港的離岸人民幣市場,可以助力建立人民幣作為國際貨幣的三項功能,即記帳單位、交易媒介及財富儲存,推動人民幣國際化發展。「十五五」提出的「有序推進與內地金融市場互聯互通」,也給香港國際金融中心的未來發展,帶來無限機遇。

三是香港需要發展增長新動力。「十五五」規劃綱要提到「加快北部都會區建設」,及「深化粵港澳合作,持續推動重點領域合作實現突破」。香港需要土壤,培育人才,發展新質生產力,才不負國家支持建設國際創新科技中心的重任。創科產業是他家族的業務焦點所在。家族企業早於1985年在東莞成立生益科技,於1997年在深圳成立清溢光電,兩家公司先後在上海掛牌上市。清溢光電於2024年在佛山市南海區,投資35億元人民幣建設生產基地項目,更於2025年正式投產。在科創發展的四部曲,即基礎研究、轉化應用、落地量產和融資推廣中,香港在基礎研究和融資推廣上有優勢,如何利用這個優勢與內地省市,特別是粵港澳大灣區合作,在「產學研投」上實現突破,就是香港未來的機遇。

四是香港需要展現「全局思維、地方智慧」。唐英年指出,國家給香港提供強大後盾,香港需要發揮全國一盤棋的思想,展現「全局思維、地方智慧」,從國家高度出發、從自身實處執行,以融入和服務國家發展大局,應對當前百年未有大變局。

全國政協常委唐英年出席香港新聞工作者聯會兩會精神分享會並發表建議

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