室內太陽能電池利用鈣鈦礦技術提高能量產出六倍

隨著物聯網的興起,越來越多的小型電子設備進入人們的日常生活中,如遙控器、鍵盤、煙霧警報器和各種傳感器等。這些設備在被點亮的空間中運作,但卻依賴需要更換的電池供電。隨著連接設備數量的增長,定期更換電池的成本、勞動密集程度及其對環境的影響也日益顯著。因此,如何找到一種可持續的電源解決方案,成為當前技術發展的一大挑戰,而室內光源則被認為是潛在的能源來源。

室內的光源雖然並不如戶外陽光那般強烈,但若能有效捕捉這些光能,便能為小型電子設備提供穩定的電力供應。利用現有的室內光源而無需依賴一次性電池,將有助於減少電子廢物並降低資源消耗。然而,目前市面上可用的室內太陽能電池效率不高且價格昂貴,這使得其廣泛應用仍然遙不可及。

倫敦大學學院(UCL)的一個研究團隊與來自中國和瑞士的研究人員合作,開發出基於鈣鈦礦材料的太陽能電池,該電池的效率和耐用性均超過目前市場上可用的室內產品。鈣鈦礦材料以其低成本和可調整光波長的特性,在戶外太陽能板中展現出潛力,但其結構缺陷會影響性能,成為技術實用化的一大障礙。

為了解決鈣鈦礦的這一重大缺陷,UCL的團隊採取了三部分的化學方法。他們添加了氯化銻,促進鈣鈦礦晶體的均勻生長,從而減少結構缺陷的數量。此外,兩種有機銨鹽—N,N-二甲基辛基銨碘化物(DMOAI)和苯乙基銨氯化物(PEACl)則穩定了材料的離子,防止其分離到不同的相中,這樣做有助於提高效率。

經過這些改進後,該團隊成功製造出在1000lux光照下能將37.6%的光能轉化為電能的室內太陽能電池,這一數字是目前最佳商業室內太陽能電池的約六倍。此外,這些電池在壓力測試中的表現也令人印象深刻,在超過100天的測試中,這些電池保持了92%的性能,而未經處理的電池則僅為76%。在更苛刻的條件下,經過300小時的高強度光照和55°C的高溫測試,新電池的效率保持在76%,而對照組的效率則降至47%。

研究人員表示,這些室內太陽能電池能夠在室內持續為小型電子設備供電超過五年。團隊已開始與行業夥伴洽談,探索擴大生產並推向商業化的可能性。這項研究成果已發表在《先進功能材料》期刊上,為室內太陽能技術的未來發展提供了新的思路和希望。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。