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      寶鄂百科

      鈣鈦礦太陽能電池優缺點分析

      來源:寶鄂實業    2019-09-10 16:55    點擊量:
       
      鈣鈦礦太陽能電池優缺點
       
      這是因為:
       
      鈣鈦礦電池的優勢:
       
      轉換效率發展速度快——6年時間從3.8%升到20.3%,而2013年11月美國科學家在最新研究中發現,新式鈣鈦太陽能電池的轉化效率或可高達50%,為目前市場上太陽能電池轉化效率的2倍,這說明了它還有很大的發展潛力; 電池制作工藝簡單——實驗室中常采用液相沉積、氣相沉積工藝、液相/氣相混合沉積工藝;
       
      電池發電成本低——甚至有可能會比火力發電還低;
       
      建筑一體化潛力——鈣鈦礦型電池屬于薄膜電池,目前主要就是沉積在玻璃上,還可以通過控制各層材料的厚度和材質來實現不同程度的透明度,當然效率也會降低,不過這類應用是值得嘗試的。例如牛津大學的實驗室已經可以做出半透光(灰褐色)的電池。如果將采光與發電融為一體的太陽能電池開發順利,有望成為高樓大廈幕墻裝飾、車輛有色玻璃貼膜等的替代品。
       
       
      二鈣鈦礦電池的劣勢:
       
      材料有毒——鈣鈦礦電池材料含有鉛,不過鉛跟其他類型電池含有的砷、鎵、碲、鎘相比,簡直就是小巫見大巫。而美國西北大學也已研發出一種用錫代替鉛的鈣鈦礦太陽能電池,不過這種電池的轉換效率還只有6%,而且材料非常不穩定,目前處于研發初級階段;
       
      材料不穩定——鈣鈦礦中的鉛容易氧化使碘揮發,且當晶體遇濕時則易分解。如果我們使用鈣鈦礦電池發電,它很有可能分解滲出流到屋頂或土壤中;
       
      電池壽命不長——目前,壽命最長的鈣鈦礦太陽能電池可達到1000小時,由華中科技大學和洛桑聯邦理工學院合作研發。而傳統晶硅電池壽命一般可達到25年,比鈣鈦礦電池長得多。鈣鈦礦太陽能電池由有機分子和無機元素混合制成,能像常見的硅基太陽能電池一樣捕獲太陽光并轉化成電,但鈣鈦礦光伏器件比硅更容易制造于柔性基板上。目前,市場上為絕大多數設備和家庭供電的多晶硅太陽能電池轉化效率在10%—20%之間。雖然最純凈硅太陽能電池效率能達到25%,但造價異常昂貴。
       
      鈣鈦礦太陽能電池取得如此成就有賴于一種新的方法,它將兩種鈣鈦礦太陽能電池材料組合在一起。研究人員描述說,新方法制造出來的太陽能電池結構有點像汽車道路,石墨烯氣凝膠像堅固的碎石底層那樣起到基礎穩固作用,兩個鈣鈦礦層像沉積在其上的更細的礫石層和砂層,六方氮化硼層能允許兩種鈣鈦礦材料一起工作,而氮化鎵層就像用于道路頂部的瀝青層。每一種輪流吸收太陽光中的不同波長或顏色,進而融合成幾乎能吸收整個可見光光譜的“分級帶隙”太陽能電池。此前嘗試合并兩種鈣鈦礦材料失敗的原因,是由于彼此降低了對方的電子性能,而新方法成功解決了這個難題。

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