扫描关注微信
光伏讲堂 光伏培训 招聘信息 项目信息 光伏政策 | 阳光工匠指南 推荐供应商 企业培训证书 | 光伏电站集成商 光伏组件 光伏逆变器 光伏支架
 
 
 
 
当前位置: 首页 » 资讯 » 产业要闻 » 正文
 
研究人员称钙钛矿或是下一代主流太阳能技术
日期:2018-01-11   [复制链接]
责任编辑:xiaoguang 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
 编者按:太阳能发电已逐渐改变世界各国的电力市场占比,而研究人员认为,未来太阳能将变得更高效、更便宜,关键材料就在于一种被称为钙钛矿的晶体全面开发。

太阳能电池领域长江后浪推前浪,而钙钛矿电池目前被认为是继传统矽电池之后最有前途的接班人,自 2009 年首次报导曝光至今,短短数年就已被证明具有高达 22% 的转换效率,几乎与传统硅电池旗鼓相当,而这位新人还有可观的成长空间,但硅电池的效率已长时间停滞在 25% 左右。

迄今为止,钙钛矿的表现超越其他所有新型太阳能材料,比如染料敏化太阳能电池(DSSC)、有机太阳能电池等,其快速发展让许多科学家对其持乐观态度。

染料敏化太阳能电池是一种廉价的薄膜太阳能电池,基于由光敏电极和电解质构成的半导体,是一个电气化学系统。它吸引人的优点是可用低廉材料制成,制程比以前的电晶体电池还要便宜,它可以被制成软片,不需要特别保护,虽然能量转换效率比最好的薄膜电池要低,但理论上它们的性价比已足够高。

钙钛矿(Perovskite)则是一种氧化物矿物,一般化学式为 ABX3,最早被发现存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)化合物而得名,具有立方晶体结构:A 和 B 是两个大小不同的阳离子,X 则是与两者结合的阴离子(通常是氧)。
研究人员称钙钛矿或是下一代主流太阳能技术
▲ 钙钛矿晶体结构图。A 原子(绿球)是较大的金属阳离子,比如 Ca 2 + ,位于立方体中心;B 原子(蓝球)是较小的金属阳离子,比如 Ti 4 + ,分布在立方体的 8 个角落;X 原子(红球)通常则是氧。(Source:By Cadmium at English Wikipedia (Transferred from en.wikipedia to Commons.) [Public domain], via Wikimedia Commons)

随着研究进展,科学家可以透过以其他元素代替钙、钛、氧来改善这种材料的物理化学性质,来产生在光伏方面的具体应用,目前研究最多的钙钛矿化合物为(CH3NH3)PbI3,在这种材料中,钙离子,钛离子和氧离子分别被甲基铵、铅、碘离子取代。

但在钙钛矿材料可以商用之前,它还有些重大障碍需要突破:第一,钙钛矿晶体在潮湿条件下容易分解,若没有适当隔绝水份的密封技术,电池就会在短时间内告终,这导致稳定性低;第二,科学家目前只在非常小的钙钛矿电池中实现高效率(大概只有一片指甲大小),放大版的钙钛矿电池还没有出现相同效果。

钙钛矿电池现在还很难打败硅晶电池,因为后者已发展出规模经济。《Financial Times》报导,美国斯坦福大学材料科学与工程教授 Michael McGehee 最近提出了一项新的解决方案:“串联”太阳能电池,借由在传统硅晶上层覆盖钙钛矿,两者互相合作,不要只闻新人笑,旧人仍有用武之地。

由于半透明的钙钛矿电池可以捕获可见光谱中的波长,其他波长则穿过钙钛矿电池,交由下面的矽电池捕获,McGehee 的研究表明,串联电池的效率可比单打独斗的硅电池高出 10%,这可能是钙钛矿材料打入以硅为主导市场的另一种方式。

只要能克服稳定性和尺寸,钙钛矿太阳能电池就有可能改变太阳能源的经济性,毕竟它们比硅电池还要便宜许多,钙钛矿晶体可在相对较低的温度下生产,不像硅需要大量热量制造芯片。

原标题:钙钛矿或是下一代主流太阳能技术
 
扫描左侧二维码,关注【阳光工匠光伏网】官方微信
投稿热线:0519-69813790 ;投稿邮箱:edit@21spv.com ;
投稿QQ:76093886 ;投稿微信:yggj2007
来源:科技新报
 
[ 资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ] [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
 
相关评论

 
 
 
 
 
图文新闻
 
热点新闻
 
 
论坛热帖
 
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 网站地图 | 广告服务| 会员服务 | 企业名录 | 网站留言 | RSS订阅 | 苏ICP备08005685号