混合有機與無機材料的鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池,因光電轉換效率高而廣泛應用,惟可能會因泄漏鉛而危害環境。城市大學科研團隊研究指出,在鈣鈦礦太陽能電池中使用新型金屬有機框架材料,不僅令其操作更穩定,也能使電池中的鉛不易泄漏。研究成果已在頂尖科學期刊《自然納米技術》上發表。

參與這項研究的包括城大化學系、材料科學及工程學系,以及西安交通大學、華盛頓大學和加州大學爾灣分校的研究員。團隊花一年時間,試驗出一種可應用於現今鈣鈦礦太陽能電池的突破性二維共軛金屬有機框架材料,為該技術的大規模商品化開闢道路。

有機材料捕捉鉛離子

團隊核心成員之一、城大學務副校長兼化學及材料科學講座教授任廣禹指,新的功能化金屬有機框架材料能夠捕捉有毒鉛離子,「鉛離子被捕捉後將形成不可溶物質,而這物質是非污染性的。」此外,在加速測試條件下的實驗表明,在受控條件下長時間暴露於外部因素後,鈣鈦礦太陽能電池具有出色的熱穩定性與良好性能。

同樣參與研究的城大化學系教授徐政濤表示,新發現的金屬有機框架材料是高效的電荷傳輸層,不止是保護層,更是一種多功能材料,可在鈣鈦礦或陰極界面上作為活性電子提取層,這個材料層在把太陽光轉化為電能時發揮重要作用,令新型金屬有機框架材料具有較高的能源轉換效能。