鈣鈦礦或將代替晶硅,成為太陽能電池“新寵”

光伏材料又稱太陽能電池材料,是指能將太陽能直接轉換成電能的材料。晶硅作為最主要的傳統光伏材料,其市場佔有率達90% 以上。1976 年出現新型薄膜太陽能電池,涉及材料包括硫化鎘、砷化鎵、銅銦硒等,光電轉換效率可達18%。然而,自2009 年以來,有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池因其簡易的製備方式和優異的光電性能備受關注,光電轉換效率在短短几年內就由3.8% 上升至22.1%,顯示出極大的應用潛力。因此鈣鈦礦成為目前最為先進的一種光伏材料。

鈣鈦礦或將代替晶硅,成為太陽能電池“新寵”

美能得光伏組件

鈣鈦礦簡介

與傳統的太陽能電池不同,鈣鈦礦太陽能電池採用有機金屬鹵化物作吸光材料,這也是鈣鈦礦太陽能電池的核心材料,代替了染料敏化太陽能電池中的染料分子和有機薄膜太陽能電池中的吸光層。目前在高效鈣鈦礦太陽能電池中,最常見的鈣鈦礦材料為碘化鉛甲胺(CH3NH3PbI3),其帶隙約為1.5 eV。因此,從廣義上講,鈣鈦礦太陽能電池使用了具有鈣鈦礦晶體結構的有機金屬鹵化物的一種太陽能電池技術。

鈣鈦礦太陽能電池優缺點簡析

鈣鈦礦太陽能電池的原材料儲量豐富,製備工藝簡單,有利於商業化生產。其中,鈣鈦礦層具有低的結晶能,可以通過低溫液相法或氣相沉積法得到缺陷密度低的高質量納米晶薄膜。此外,可以通過改變材料的組分來調節帶隙寬度,從而滿足不同的使用場景。因此,與現有的成熟晶硅太陽能電池技術相比極具優勢,也為鈣鈦礦太陽能電池的商業化應用帶來了樂觀的前景。

當然,鈣鈦礦太陽能電池也有自身的缺點。這種有機金屬鹵化物鈣鈦礦晶體結構不穩定,對溼度、紫外光和溫度等環境因素敏感。在室外環境中老化數日就顯著分解,未封裝的器件性能也隨之衰減;目前轉換效率較高的鈣鈦礦太陽能電池的尺寸均為實驗室級別,隨著電池尺寸的增加,其光電轉換效率會隨之下降;鈣鈦礦太陽能電池中一般都含有鉛元素,對人體和環境都有極大的危害。

受限於該材料自身的缺點以及大面積器件光電轉換效率較低等因素的制約,目前鈣鈦礦太陽能電池仍以實驗開發完善為主,少有幾個國內外的公司正在嘗試鈣鈦礦太陽能電池的產業化生產及應用。南通美能得新能源科技股份有限公司為用戶提供全面的光伏發電的系統技術解決方案。為保護我們賴以生存的地球貢獻一份力量。


分享到:


相關文章: