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第三代钙钛矿光伏电池原材料?

来源: 光伏能源网 发布于:2023-11-19 03:50:19

一、第三代钙钛矿光伏电池原材料?

钙钛矿太阳能电池(PSC,perovskitesolarcell)是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿最初单指钛酸钙(CaTiO3)这种矿物,后来把结构为ABX3以及与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。

钙钛矿电池属于第三代太阳能电池,其结构大致可以分为正置(n-i-p)结构和倒置(p-i-n)结构两大类,电池结构简单。以反型平面钙钛矿电池为例,自下往上依次为:玻璃、透明电极(ITO或FTO)、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、金属电极。

2、优势

(一)生产制造成本低廉。钙钛矿材料是一种人工合成的晶体材料,钙钛矿材料对杂质不敏感,通常90%左右纯度的钙钛矿材料就可以用于制造效率达到20%以上的太阳能电池。晶硅材料纯度必须达到99.9999%以上才能用于制造太阳能电池。硅型太阳能电池的设备批发价为每千瓦500~1000美元,而钙钛矿型预计仅为一半左右。

(二)太阳能电池转化效率高。理论效率来看,新式钙钛光伏电池的单层理论效率可 达 31%,钙钛矿叠层电池,包括晶硅/钙钛矿的双节叠层转换效率可达 35%,钙钛矿三节层电池理论效率可达 45%以上。

(三)电池发电成本低。钙钛太阳能电池的转化效率高,按制造工艺的提高,甚至有可能会比火力发电还低

(四)重量低:重量仅为硅型的十分之一,便于安装在建筑物和纯电动汽车(EV)上。如果印刷在塑料等柔软的基板上,还能够弯曲,设置于建筑物的外墙等处,把街头变为可再生能源的“发电站”。

二、中科院在钙钛矿太阳能电池领域连获进展,此类电池的应用前景如何?

首先钙钛矿太阳能电池前景是能够更清洁、更易于应用、制造成本低。虽然钙钛矿太阳能电池的研究如火如荼,但面临的问题也值得关注。首先,这种新型太阳能电池在组装过程中存在稳定性问题,包括材料的稳定性和高效电池器件的稳定性,有机-无机杂化钙钛矿材料含有重金属铅,更好的保障对于电池的保护和利用等各种功能。

其次是针对钙钛矿太阳能电池表面缺陷和水分侵蚀引起的稳定性问题,利用该系列卟啉小分子钝化钙钛矿表面缺陷。机理研究取得重要进展。研究发现,利用这一系列卟啉分子CS0、CS1、CS2处理钙钛矿表面,由于卟啉的疏水性,不仅可以有效钝化钙钛矿表面缺陷,从而抑制钙钛矿/HTM界面之间的非辐射复合。

再者可以通过在薄膜形成的两个不同阶段引入功能性氟化分子,探索了一种减少多晶钙钛矿薄膜缺陷的方法。基于DP策略的PSCs有效抑制了钙钛矿表面和GBs缺陷的形成,同时提高了器件性能和稳定性。新的DP策略通过缺陷钝化延长载流子寿命并抑制非辐射复合损失,从而将VOC从1.10V增加到1.18V,相应的VOC损失为0.39V。

要知道光生电子的提取和光生空穴的排斥力同时减弱,使界面处电子的转移效率急剧下降,导致载流子复合严重,器件的PCE降低。这一新认识提高了对钙钛矿光伏器件结构和异质结界面的理解,解释了无ETL器件PCE低的原因。因此,他们提出了一种新的解决方案,通过延长载流子寿命来解决无ETL钙钛矿光伏器件转换效率低的问题。

这类电池的应用在未来的前景方向是非常广的,因为现在很多的一些大家都在提倡新能源啊之类的,所以在一些政策扶持方面的话也会非常的大。

随着人们环保意识的提高,以及各国对碳排放的承诺,钙钛矿具有独特的光电特性,且制备成本远低于硅基太阳电池,其商业化前景十分可观。

中科院在钙钛矿太阳能电池领域连获进展,此类电池的应用前景如何?钙钛矿太阳能电池被认为是未来最具应用潜力的光伏技术之一。 制备大面积钙钛矿电池并推进其产业化进程已经成为该领域的主要发展方向之一。 

三、零基础如何着手研究钙钛矿太阳能电池?

武汉理工大学获悉,程一兵专家团队在两项钙钛矿太阳能电池组件制备技术方面取得突破,达到国际上同类产品的最高光电转换效率。武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室彭勇教授介绍说,程一兵团队研制开发的5cmx5cm塑料基板柔性钙钛矿太阳能电池组件,8月8日在国家光伏质量监督检验中心通过第三方权威机构认证,获得组件光电转换效率11.4%的结果,超过日本东芝公司于9月25日宣布的5cmx5cm柔性钙钛矿太阳能电池组件10.5%的光电转换效率。程一兵团队在10cmx10cm玻璃基板钙钛矿太阳能电池组件制备技术也取得突破,经国家光伏质量监督检验中心验证,其相关组件光电转换效率为13.98%,在国际上经过验证的同类产品中位居效率首位。钙钛矿太阳能电池是《科学》杂志评选的2013年度十大科技突破之一,是一种有望进一步降低光伏发电价格的新型光伏体系。钙钛矿太阳能电池组件的研制成功是钙钛矿太阳能电池的市场化应用前提条件之一。

四、苏州协鑫的钙钛矿光伏板销售了吗?

销售了。苏州简称“苏”,古称姑苏、平江,是江苏省辖地级市,Ⅰ型大城市,其中协鑫的钙钛矿光伏板销售了,光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料。

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