太陽能電池也愛咖啡因 UCLA台裔科學家發現續航關鍵

來自台灣的UCLA教授楊陽(圖)與率領的研究團隊25日在科學期刊「焦耳」(Joule)發表研究,咖啡因能有效提升鈣鈦礦太陽能電池的熱穩定性。

喝咖啡也能成為科學進展的靈感。加州大學洛杉磯分校(UCLA)教授楊陽的團隊今天發表研究成果,咖啡或茶葉中所含有的咖啡因能有效提升鈣鈦礦太陽能電池的熱穩定性。楊陽來自台灣,任教於UCLA材料科學工程學系,領導的研究團隊今天在國際知名科學期刊「焦耳」(Joule)發表最新研究成果,題目為「咖啡因能改善鈣鈦礦太陽能電池的性能與熱穩定性」。

楊陽說,研究的靈感來自於研究生王睿、薛晶晶去年3月喝咖啡的靈機一動,「咖啡因的沸點大約在攝氏300度,遠高於太陽能電池正常的工作溫度, 這想法值得一試」。

鈣鈦礦太陽能電池(perovskite solar cells)有兩大優點,分別是高光電轉換效率、低製造成本,被視為太陽能產業的明日之星,發展不到10年,效率已接近花40年研究的矽晶電池。

鈣鈦礦電池至今沒有實際商用化的主要因素是熱穩定性不佳。楊陽表示,太陽能電池不間斷地接受太陽光照射,會使電池溫度升高,因此必須有足夠好的熱穩定性。

楊陽團隊的研究發現,咖啡或茶葉中含有的化學分子會與鉛形成鍵結。這種有趣的化學作用,有利於鈣鈦礦太陽能電池運行。

研究人員發現,加入咖啡因的鈣鈦礦電池能保持其熱穩定性長達1300小時(約55天),保有86%的初始轉換效率。無咖啡因的鈣鈦礦電池的對照組,在同樣的測試條件下,175小時之後(約7天),發現其轉換效率只剩下原本的60%。

楊陽表示,咖啡因產生的化學效應或可幫助鈣鈦礦電池更進一步商用化,而咖啡因是他們發現第一個具有此功效的化學分子,現實世界中,或許還有其他分子更有效。

楊陽曾在2016年入選全球最具影響力的科學家,目前是加州奈米系統研究中心(California NanoSystems Institute)的重要學者。0426

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