天下 焦點 CANADIAN CITY POST 是這篇新論文的四個共 同第一作者之一。“下一 層將吸收中等波長，底部 將吸收較長的波長。但正 是在頂層，我們得到了光 誘導相分離的挑戰。” 該團隊使用了一種被稱為ABX3的鈣鈦礦材 料，它由不同的物質混合而成—包括銫、鉛、錫、 碘、溴和一些小型有機分子。尤其是頂層，由混 合鹵化物鈣鈦礦組成，其中溴和碘的比例很高。 “在這些混合鈣鈦礦的光誘導相分離中發生的 情況是，高頻光子的轟擊導致富含溴的相與富含 碘的相分離，”博士後研究員和該研究的共同第 一作者陳浩(Hao Chen，音譯)說。“這導致了缺 陷的增加和整體性能的下降”。 為了克服這個問題，研究小組使用詳細的 電腦模型來模擬改變晶體成分的效果。這項工 作提出了兩個變化：去除有機分子，形成全有機 的鈣鈦礦結構，並引入銣元素。另一位博士後研 究員和共同第一作者朱同(Tong Zhu，音譯)說： “引入銣元素可以抑制光誘導的相分離問題。我 們的銣/銫混合無機鈣鈦礦顯示出比其他鈣鈦礦 材料更好的光穩定性，包括銫基無機鈣鈦礦和 廣泛使用的具有類似帶隙的有機-無機混合鈣鈦 礦。” 利用這些知識，該團隊隨後設計並建造了一 個具有這種成分的三結電池。他們測量其效率為 24.3%，開路電壓為3.21伏。他們還將其送到國 家可再生能源實驗室進行獨立認證，該實驗室測 得的準穩態效率為23.3%。 “在過去，三結鈣鈦礦太陽能電池顯示的 最大效率約為20%，所以這是一個很大的進步。 據我們所知，這也是首次報道的三結鈣鈦礦太陽 能電池的認證效率。”另一位共同領導作者、博 士生曾雷偉(Lewei Zeng，音譯)說。 “以前的設計也傾向於在幾個小時內失去 大量的性能。相比之下，我們的設計即使在運行 420小時後仍能保持80%的初始效率—所以這 在耐用性方面也是一大進步。” 該團隊表示，儘管在鈣鈦礦太陽能電池能夠 在商業應用中與硅競爭之前，還需要進一步提高 性能，但最新的研究表明瞭一條前進的道路。 多大華裔生研究組突破 太陽能電池效率創紀錄 該原型代表了在開發硅基(silicon-based) 太陽能電池的低成本替代品方面的一個重大進 展，而硅基太陽能電池是目前的行業標準。 多大應用科學與工程學院的實驗室的薩金 特(Ted Sargent)教授說：“除了較低的製造成 本，鈣鈦礦為我們提供了在彼此之上甚至在傳 統硅電池之上堆疊多層吸光材料的能力。” 今天的太陽能電池是由單一的超純硅片製 成的，其生產過程是能源密集型的。相比之下， 鈣鈦礦太陽能電池是使用鈣鈦礦多晶體薄膜製 成的，這些薄膜用類似於印刷業中使用的低成 本溶液處理技術塗在表面。通過改變這些薄膜 中鈣鈦礦晶體的成分，每一層都可以被“調整” 為吸收不同波長的光，從而有效利用整個太陽 光譜。這在硅上是不可能的，因為它總是吸收 相同的波長。 薩金特教授的研究小組是那些開發新方法 來釋放鈣鈦礦太陽能電池潛力的人之一。他們 以前的工作包括兩層串聯電池，但他們發表在 《自然》雜誌上的最新研究側重於三層設計。 “多層電池的設計通常是這樣的：帶有寬 帶隙鈣鈦礦的頂層吸收能量最高的光子，也就 是短波長的高頻光，朝向光譜的紫色一端。”博 士後研究員王在偉(Zaiwei Wang，音譯)說，他 根據納諾斯民調公司（Nanos Research） 最新的一份民調顯示，加拿大國民開始將就業及 經濟擔憂放在首位，不少國民正為最壞的經濟情 況做好準備。 在過去幾年，隨着新冠大流行爆發，以及經 歷流感高峰，令醫療系統不堪負荷，健康成為國 民的頭號問題。 但隨着通貨膨脹，擔心就業形勢不樂觀， 國民在今年2月開始，將擔憂轉移至經濟就業方 面。 雖然醫療保健仍然是全國最關心的問題，但 很多加拿大國民開始擔心經濟相關的問題，例如 通貨膨脹、債務，以及住房成本。 調查中亦發現，有3成國民非常關注肉類及 蔬果的價格，預料今年不太會再關注醫療保健問 題，反而更關心自己錢包及就業情況。 納諾斯又指，加拿大人對經濟走向的擔憂仍 處於負面狀態，很多人擔心無法支付房租或者超 市物品，加拿大國民正為最壞的情況做準備。 不過，有經濟學家大派定心丸，根據最新的 勞動力調查，失業率穩定在5%左右，靠近歷史低 點，同時加拿大經濟衰退預測範圍從2023年的 “嚴重”，已調升至“溫和”。 本報綜合報道 關注焦點超醫療保健 加拿大人憂經濟就業 來自多倫多大學的一個由幾名華裔學生組成的研究小組，通過克服 昔日設計的一個關鍵限制，創造了一種效率創紀錄的“三結鈣鈦 礦”(triple-junction perovskite)太陽能電池。 本報綜合報道 ▲華裔學生組成的研究小組。 ▲ 團隊設計並建造的三結電池。 多倫多大學 12 CANADIAN CITY POST 都市報 2023年4月21日
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