大公網11月22日訊（記者唐曉明）鈣鈦礦太陽能電池（Perovskite Solar Cell，PSC）是國際前沿研究課題，於2013年更被《科學》期刊（Science）納入該年《十大科學突破》之列。這種太陽能電池主要由一類相當不穩定的鈣鈦礦所製成，阻礙了它的商業化。香港中文大學（中大）電子工程學系嚴克友教授、許建斌教授及其科研團隊，成功優化有機無機雜合鈣鈦礦的合成路徑，研發出名為「非化學計量比的酸鹼反應」（NABR）之合成方法，有效提高了MAPbI3鈣鈦礦的穩定性。這項突破性的成果近日在最新一期的國際知名學術期刊《自然通訊》（Nature Communications）發表。

　　現時，全球太陽能電池市場以矽晶型電池為主。矽晶型太陽能電池的開發工作雖已開展了數十年，但其光電轉換效率(PCE)仍長期徘徊於25% 的水平；而且，此類電池在高溫熔煉的生產過程中，會排放廢氣及有毒物質，對環境造成污染。相比之下，鈣鈦礦太陽能電池自2009年首次成功開發後，於7年間，其光電轉換效率已升至20%。此外，鈣鈦礦太陽能電池只需簡單的溶液加工即可製成，減少對環境的破壞。鈣鈦礦這種物料可更輕易製造出具柔韌性、可捲曲的超薄太陽能板；而鈣鈦礦太陽能電池的價格亦較矽晶型太陽能電池更具競爭力，因此發展潛力很大。

　　然而，鈣鈦礦太陽能電池一直未能普及化，是因為該類物料相當不穩定。於2013年由國際學術團隊所進行的穩定性測試中，鈣鈦礦太陽能電池經過200及500小時的使用後，其效能大幅下跌了約20至50%。因此，鈣鈦礦太陽能電池的長期穩定性必須大幅提升，才能獲廣泛應用。

　　中大鈣鈦礦太陽能電池研究團隊嚴克友教授、許建斌教授，及其博士研究生龍明珠、張天愷等系統化地研究了鈣鈦礦的形成、降解和恢復原理，並在此基礎上提出了NABR。鈣鈦礦薄膜是離子晶體，在高空氣濕度的環境下，穩定性往往會大幅下降。以傳統方法製造的鈣鈦礦薄膜，在空氣濕度65%的環境下，其穩定性只能保持約一星期，而由中大研究團隊用NABR所製成的鈣鈦礦薄膜，則在空氣濕度65%的環境下，能夠保持穩定兩個月。這項研究結果，有望研發出高效率、低成本、高穩定的鈣鈦礦太陽能電池；團隊成員並希望未來此技術能應用於另一類鈣鈦礦太陽能電池。

　　許建斌表示，鈣鈦礦太陽能電池自2009年開始被研發以來，它的穩定性是各方高度關注的課題，在此次研究中，大幅度提高了鈣鈦礦材料的穩定性，相信通過成分及機理研究，結合簡單的封裝技術，鈣鈦礦太陽能電池的穩定性將得以有效提升。

　　嚴克友補充，此次研究側重反應機理分析，提出的方法具普適性，團隊現使用此方法合成其他類型的鈣鈦礦，進一步提高這類物料的效率和穩定性。他又希望利用3-5年的時間，大幅度提高鈣鈦礦太陽能電池的穩定性，使之達到商業化的要求。

　　此次研究，化學系教授麥松威和吳振輝協助了反應過程中之中間化合物的結構確定工作。是次在《自然通訊》發表之論文，是香港第二篇有關鈣鈦礦方面的文章在Nature Publishing Group (NPG)系列期刊發表。