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新方法改進鈣鈦礦太陽能電池 綜合效率達20.3%

來源:新華網 發布時間:2016-10-24 瀏覽:

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   據美英研究團隊報告說,他們用一種新方法加工制造
鈣鈦礦太陽能電池,使其光電轉換效率接近傳統的硅基太陽能電池,但成本便宜很多。

鈣鈦礦材料是指一類陶瓷氧化物,因類似結構最早在天然鈣鈦礦中被發現而得名。用鈣鈦礦材料可以制成太陽能電池,光電轉換效率較高,近年來科學界一直看好其前景。但是它也有性能不穩定、易衰減的缺陷,一直沒有成熟的產品。

美國斯坦福大學和英國牛津大學的研究人員用錫混合鉛、銫、碘等其他幾種常用物質,制造出新型鈣鈦礦材料。與目前的太陽能電池材料單晶硅相比,這種鈣鈦礦材料更薄,柔性更好,造價也更便宜。

據介紹,他們設計了一種新的、由兩個串聯的全鈣鈦礦太陽能電池組成的發電設備,能以20.3%的綜合效率將太陽光能轉化為電能,光電轉換效率已接近現在市面上的硅基太陽能電池。

研究人員說,鈣鈦礦太陽能電池串聯設備造價較低。生產硅基太陽能板首先需要加工成單晶硅,工藝要求1600攝氏度的高溫,而制造鈣鈦礦太陽能電池,在實驗室里就可以對錫、鉛等常見物質加工,然后在常溫下噴涂在玻璃上。

鈣鈦礦材料的穩定性一直是一個問題。安裝在屋頂的硅基太陽能板通常能用25年甚至更長時間,但有些鈣鈦礦材料在潮濕或光照環境中退化很快。以前的實驗顯示,用錫制成的鈣鈦礦材料特別不穩定。

研究人員將他們用錫混合多種物質制成的鈣鈦礦太陽能電池和用錫制成的鈣鈦礦太陽能電池在100攝氏度的環境中放置了4天,發現前者的熱穩定性和空氣穩定性非常好,是后者從未具備的。

這一研究成果發表在新一期《科學》雜志上。研究負責人之一、美國斯坦福大學材料科學與工程學院教授邁克爾˙麥吉說,鈣鈦礦材料很有希望用來制造高效太陽能電池,同時降低制造成本。另一負責人、英國牛津大學物理學教授亨利˙斯奈思也認為,鈣鈦礦太陽能電池具有諸多優點,在可制造性和穩定性得到證明的情況下,將為光伏產業帶來變革。

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