太陽能電池也愛咖啡因 台裔科學家團隊發現續航關鍵

楊陽團隊研究發現,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。

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來自台灣的UCLA教授楊陽(中央社 )

鈣鈦礦太陽能電池(perovskite solar cells)也愛咖啡因。圖/UCLA Newsroom

(台灣英文新聞/國際組/綜合報導)喝咖啡也能成為科學研發的靈感!加州大學洛杉磯分校(UCLA)教授楊陽的團隊,美國洛杉磯時間25日發表研究成果指出,咖啡或茶葉中所含的咖啡因,能有效提升鈣鈦礦太陽能電池的熱穩定性。

中央社報導,楊陽來自台灣,任教於UCLA材料科學工程學系,他領導的研究團隊25日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,研究的靈感來自研究生王睿、薛晶晶去年(2018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,因此必須有夠好的熱穩定性。

楊陽團隊研究發現,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。

期刊連結:

Caffeine Improves the Performance and Thermal Stability of Perovskite Solar Cells