【反向式研究】港科學家研發高效太陽能電池 入圍科學界「奧斯卡」

當遇到困難，如果能以另一角度去看待問題，可能會找到新的解決方法，做科學研究亦一樣。有港人科學家打破常規，「反向式」研發出高效能鈣鈦礦太陽能電池，研究成果更入圍澳洲博物館尤里卡科學獎（Eureka Prizes）。

雪梨大學納米科學講席教授何穎兒(Professor Anita Ho-Baillie)入圍尤里卡科學獎。(Credit : Supplied )

被譽為澳洲科學界的「奧斯卡」的澳洲博物館尤里卡科學獎（Eureka Prizes），今年共有59名入圍者，而頒獎典禮將在9月3日舉行。

當中有2位入圍者是來自香港，其中一人是雪梨大學納米科學講席教授何穎兒(Professor Anita Ho-Baillie)，她成功解決鈣鈦礦太陽能(perovskite solar cells)電池在熱穩定性和防潮性方面的不穩定問題，研發出高效能太陽能電池而入圍今次獎項。

何教授表示，現時的太陽能電池基本上是以矽(Silicon)來製造，但矽未能將太陽中的高效能光子轉為電能，能量轉換效率大約只有30%。

何教授與團隊利用多種半導體材料，包括金屬鹵化物礦鈦礦(metal halide perovskites)與太陽能電池結合，將能量轉換效率提升至40%。(Credit : Supplied ) Credit: (c) Stefanie Zingsheim

她與團隊利用多種半導體材料，包括金屬鹵化物礦鈦礦(metal halide perovskites)與太陽能電池結合，目的將能量轉換效率提升至40%。

但何教授指，雖然鈣鈦礦太陽能電池轉換效率較高，但這種材料特性敏感，遇上熱、水及氧氣就會出現降解，影響電池的穩定性，團隊最後花了數年時間找到包裝方法來保護電池，提高穩定性，最後鈣鈦礦太陽能電池更成功通過國際電工委員會的3個測試，包括熱循環、濕熱測試及濕凍循環。

而這種材料更可以層疊，如果疊成3層，就可以把能量轉換效率再提升至50%。

何教授希望今次的入圍機會可鼓勵年青人，和下一代的學生，感受到科學研究其實好有意義。(Credit : Supplied ) Credit: Louise M Cooper (c) Stefanie Zingsheim

她估計，鈣鈦礦太陽能(perovskite solar cells)電池在成本方面，與現時的太陽能電池相若，日後可以相同數量的太陽能板，卻可獲得更多電量，為用戶節省更多。

未來電池仍要通過國際電工委員會的其他測試，假若全部測試都可通過，就可確實估算鈣鈦礦太陽能電池的壽命，何教授預計與現時的太陽能電池差不多，使用壽命可長達15年至25年。

在研究的期間，亦有出現困難，何教授指，團隊發現鈣鈦礦太陽能電池性能不穩定，一直在想辦法如何以甚麼材料保護電池保持穩定，後來有一個資深教授向他們建議，先特地刺激不同材料，讓材料降解，然後再「反向」研究降解的原因。

團隊於是首次利用氣相層析質譜法(GC-MS) 鑑定不同的材料，最後找出保護金屬鹵化物礦鈦礦太陽能電池的方法。

現時鈣鈦礦太陽能電池已有一些商業機構試用，何教授團隊的鈣鈦礦太陽能電池也在太空的科學研究衞星上作測試。

對於自己的研究成果能入圍澳洲博物館尤里卡科學獎（Eureka Prizes），何教授亦直言「都係想贏㗎」。(Credit : Supplied ) Credit: Jayne Ion

對於自己的研究成果能入圍澳洲博物館尤里卡科學獎（Eureka Prizes），何教授亦直言「都係想贏㗎」，但強調獎項非為她個人，亦是為她努力的團隊爭光，亦感謝家人一直支持她做科學研究。

她希望今次的入圍機會可鼓勵年青人，和下一代的學生，感受到科學研究其實好有意義，亦都可以貢獻社會，她又指，不論性別、背景都可以做到很好的科學研究，而她自己所研究的太陽能，對於未來可達成零碳的目標出一份力，亦倍感有意義。

在訪問中，何教授亦有回想為何會開始研究太陽能，及她移澳後的感受，詳情請收聽錄音訪問。

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