鈣鈦礦太陽能電池優(yōu)缺點主要是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-30 12:51
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鈣鈦礦太陽能電池的優(yōu)缺點
從2009年到2015年的短短6年間，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%一下子躍升至20.3%，提高了5倍多。其效率進步之快，以至于被《科學(xué)》期刊評為2013年的10大科學(xué)突破之一。當(dāng)前，鈣鈦礦太陽能電池的學(xué)術(shù)研究仍然十分活躍，其產(chǎn)業(yè)化前景也十分看好，但實用化技術(shù)的研究成果尚待突破。
鈣鈦礦太陽能電池優(yōu)缺點
這是因為：
一 鈣鈦礦電池的優(yōu)勢：
轉(zhuǎn)換效率發(fā)展速度快——6年時間從3.8%升到20.3%，而2013年11月美國科學(xué)家在最新研究中發(fā)現(xiàn)，新式鈣鈦太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率或可高達50%，為目前市場上太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的2倍，這說明了它還有很大的發(fā)展?jié)摿? 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(fā)電成本低——甚至有可能會比火力發(fā)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(zhì)來實現(xiàn)不同程度的透明度，當(dāng)然效率也會降低，不過這類應(yīng)用是值得嘗試的。例如牛津大學(xué)的實驗室已經(jīng)可以做出半透光（灰褐色）的電池。如果將采光與發(fā)電融為一體的太陽能電池開發(fā)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。
鈣鈦礦太陽能電池優(yōu)缺點
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(xué)也已研發(fā)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(zhuǎn)換效率還只有6%，而且材料非常不穩(wěn)定，目前處于研發(fā)初級階段;
材料不穩(wěn)定——鈣鈦礦中的鉛容易氧化使碘揮發(fā)，且當(dāng)晶體遇濕時則易分解。如果我們使用鈣鈦礦電池發(fā)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(xué)和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院合作研發(fā)。而傳統(tǒng)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(zhuǎn)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(shù)設(shè)備和家庭供電的多晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(chǔ)穩(wěn)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。
