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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
2024年07月29日 11:43:58
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：5377
最近，南京航空航天大學(xué)又帶來了新成果，該成果或許能夠為鈣鈦礦太陽能電池走向應(yīng)用提供重要策略。
【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，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)域的熱點研究內(nèi)容，被寄以厚望。
各國針對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。例如年初的時候，南京大學(xué)研究團隊就曾經(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)。
無獨有偶，就在前段時間，西湖大學(xué)團隊聯(lián)合浙江大學(xué)團隊針對倒置鈣鈦礦電池，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，該成果或許能夠為鈣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)的核心難點之一。
在團隊在深入研究后發(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行大面積鈣鈦礦太陽能電池制備時，反應(yīng)速度會發(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)團隊改變了思路，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行反應(yīng)時，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。
事實上，團隊基于此，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)運行壽命超過4萬小時，等效戶外運行壽命超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，同時催生出更多有價值的鈣鈦礦電池制備技術(shù)。
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