鈣鈦礦電池再獲新突破 制備大面積長效穩(wěn)定電池成為可能
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】鈣鈦礦電池是一種新型的太陽能電池，其采用鈣鈦礦材料作為光電轉(zhuǎn)換層，具有高效、低成本和易于制造等優(yōu)點(diǎn)，在光伏產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天，鈣鈦礦電池自然而然的成為了該領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究內(nèi)容，被寄以厚望。
各國針對(duì)鈣鈦礦電池也展開了技術(shù)競爭，從材料到生產(chǎn)工藝，不斷地探尋著鈣鈦礦電池商品化的可能性。并且在近幾年中，相關(guān)產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)化率不斷被刷新，更有各式各樣的衍生產(chǎn)品被提出。
而我國在鈣鈦礦電池領(lǐng)域成果也非常可觀。例如年初的時(shí)候，南京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)就曾經(jīng)在全鈣鈦礦光伏組件上取得新突破，成功研制出了穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)24.5%的大面積全鈣鈦礦光伏組件，為后續(xù)此類組件產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下技術(shù)基礎(chǔ)。
無獨(dú)有偶，就在前段時(shí)間，西湖大學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)倒置鈣鈦礦電池，成功開發(fā)出了Py3分子，有望將電池使用壽命延長近兩倍，同時(shí)提升其光電轉(zhuǎn)化效率至26.1%，成功為倒置鈣鈦礦電池的進(jìn)一步發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
而就在最近，南京航空航天大學(xué)又帶來了新成果，該成果或許能夠?yàn)殁}鈦礦太陽能電池走向應(yīng)用提供重要策略。
據(jù)悉該技術(shù)主要針對(duì)鈣鈦礦電池器件的制備。以往鈣鈦礦電池器件的制備采用的是液相法，這種方法盡管可以穩(wěn)定且效率可靠的小面積鈣鈦礦電池器件，但是遇到大面積制備需求的時(shí)候卻無能為力，無法保證成品的均勻性。而這也成為了大面積長效穩(wěn)定鈣鈦礦電池生產(chǎn)的核心難點(diǎn)之一。
在團(tuán)隊(duì)在深入研究后發(fā)現(xiàn)，造成這種情況的主要原因在于鈍化劑和鈣鈦礦薄膜的在進(jìn)行大面積鈣鈦礦太陽能電池制備時(shí)，反應(yīng)速度會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)反應(yīng)速度不均的情況，從而導(dǎo)致鈣鈦礦薄膜鈍化，最終影響電池的均一性。為此，南京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)改變了思路，研究出了基于氣相的處理方法——氣相氟蒸汽處理方法。
這種方法利用氟化氫蒸汽在空氣中均勻分布的特性，保證了鈣鈦礦薄膜進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，能夠與氟化氫均勻的反應(yīng)，形成穩(wěn)固的化學(xué)鍵，從而有效抑制薄膜缺陷的形成，并錨定薄膜表面附近的陰離子。簡單的說就是能夠讓鈣鈦礦薄膜更均勻地被鈍化，從而使薄膜大面積均勻地展現(xiàn)出長的光致發(fā)光壽命。
事實(shí)上，團(tuán)隊(duì)基于此，已經(jīng)成功制備出光電轉(zhuǎn)化效率超過18%、超過200平方厘米的鈣鈦礦太陽能電池。該電池可以持續(xù)運(yùn)行壽命超過4萬小時(shí)，等效戶外運(yùn)行壽命超25年。也相信未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，氣相氟蒸汽處理方法在鈣鈦礦電池領(lǐng)域能發(fā)揮更加重要的作用，同時(shí)催生出更多有價(jià)值的鈣鈦礦電池制備技術(shù)。
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