美英科學(xué)家用新方法改進(jìn)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

時(shí)間：2016-11-01作者：上海巨納科技有限公司瀏覽：87

一個(gè)美英研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告說(shuō)，他們用一種新方法加工制造鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，使其光電轉(zhuǎn)換效率接近傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池，但成本便宜很多。
鈣鈦礦材料是指一類陶瓷氧化物，因類似結(jié)構(gòu)較早在**鈣鈦礦中被發(fā)現(xiàn)而得名。用鈣鈦礦材料可以制成太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)換效率較高，近年來(lái)科學(xué)界一直看好其前景。但是它也有性能不穩(wěn)定、易衰減的缺陷，一直沒(méi)有成熟的產(chǎn)品。
美國(guó)斯坦福大學(xué)和英國(guó)牛津大學(xué)的研究人員用錫混合鉛、銫、碘等其他幾種常用物質(zhì)，制造出新型鈣鈦礦材料。與目前的太陽(yáng)能電池材料單晶硅相比，這種鈣鈦礦材料較薄，柔性較好，造價(jià)也較便宜。
據(jù)介紹，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的、由兩個(gè)串聯(lián)的全鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組成的發(fā)電設(shè)備，能以20.3%的綜合效率將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能，光電轉(zhuǎn)換效率已接近現(xiàn)在市面上的硅基太陽(yáng)能電池。
研究人員說(shuō)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池串聯(lián)設(shè)備造價(jià)較低。生產(chǎn)硅基太陽(yáng)能板首先需要加工成單晶硅，工藝要求1600攝氏度的高溫，而制造鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，在實(shí)驗(yàn)室里就可以對(duì)錫、鉛等常見(jiàn)物質(zhì)加工，然后在常溫下噴涂在玻璃上。
鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性一直是一個(gè)問(wèn)題。安裝在屋頂?shù)墓杌?yáng)能板通常能用25年甚至較長(zhǎng)時(shí)間，但有些鈣鈦礦材料在潮濕或光照環(huán)境中退化很快。以前的實(shí)驗(yàn)顯示，用錫制成的鈣鈦礦材料特別不穩(wěn)定。
研究人員將他們用錫混合多種物質(zhì)制成的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和用錫制成的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在100攝氏度的環(huán)境中放置了4天，發(fā)現(xiàn)前者的熱穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性非常好，是后者**具備的。
這一研究成果發(fā)表在新一期《科學(xué)》雜志上。研究負(fù)責(zé)人之一、美國(guó)斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授邁克爾?麥吉說(shuō)，鈣鈦礦材料很有希望用來(lái)制造高效太陽(yáng)能電池，同時(shí)降低制造成本。另一負(fù)責(zé)人、英國(guó)牛津大學(xué)物理學(xué)教授亨利?斯奈思也認(rèn)為，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有諸多優(yōu)點(diǎn)，在可制造性和穩(wěn)定性得到證明的情況下，將為光伏產(chǎn)業(yè)帶來(lái)變革。


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