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        2. 全新太陽能電池老化試驗指出,鈣鈦礦劣化情形會在夜間恢復

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          過去的鈣鈦礦實驗告訴我們,鈣鈦礦太陽能的耐用性較低,光、水與熱都會影響性能,不過根據洛桑聯邦理工學院(EPFL)全新且更寫實的老化試驗,鈣鈦礦電池經過風吹日曬後,雖然會劣化、轉換效率略為下降,但部分會在夜間恢復,使鈣鈦礦電池明日依然能再戰。

          為瞭推出轉換效率更高、使用壽命更長的太陽能電池,科學傢絞盡腦汁研發全新的光電技術,其中鈣鈦礦太陽能具有轉換效率高、材料成本低等優勢,還可以透過印刷等簡易快速的方法來製造,是備受關註的新一代太陽能技術,

          不過在鈣鈦礦太陽能電池正式跨出實驗室大門之前,還得經過許多測試與考驗,而這些結果都影響著商業化日程。

          目前在各大太陽能實驗室中,沒有標準的鈣鈦礦太陽能穩定測試程序,通常是採用連續照明跟室外測試,來評估太陽能板的壽命與性能等穩定性,但照明試驗有其缺點:缺乏到日夜與季節更替造成的輻照度(irradiance)、溫度變化。團隊認為,鈣鈦礦電池的反應時間(response times)較慢,因此上述因素相當重要,與此同時也指出,戶外測試主要是測試封裝技術是否能保護電池,不一定跟鈣鈦礦材料有關。

          因此為瞭精準測試太陽能電池耐用度,EPFL 科學傢決定將太陽能板在外實際會遇到的挑戰,帶入實驗室,就好像是在學校中打造小型社會一般。團隊首先利用 EPFL 附近的氣象站資訊,調整溫度、天氣因素,並設定整年度的溫度與輻照度變化,之後他們就能根據不同的氣象組合,模擬並評估鈣鈦礦太陽能的實際表現。

          透過新實驗,團隊也發現瞭過去沒註意到的細微要點,包括溫度和輻照度變動,並不會讓鈣鈦礦太陽能電池性能出現戲劇性變化,轉換效率雖然會在一天中稍稍滑落,但是經過一夜的部分「自我修復」後,隔天性能依然如故。

          EPFL 研究員 Wolfgang Tress 表示,該實驗有助於鈣鈦礦太陽能老化測試標準化,能開發出更客觀的指標,就好比如今穩壓電源(stabilized power)也是評估鈣鈦礦太陽能的標準工具一樣。團隊也認為,離析特定的降解因素,也可以幫助科學傢更瞭解鈣鈦礦電池劣化因素,進而改善電池壽命。

          Perovskite solar cells tested for real-world performance—in the labNew perovskite aging measurements offered for standardization by EPFLStandardizing perovskite aging measurements

          (首圖來源:EPFL)