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科學(xué)家提出擴(kuò)展鈣鈦礦太陽能電池的三種可行方法
日期:2018-04-17   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:wangke 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:鈣鈦礦太陽能電池在10年內(nèi)刷新效率成長紀(jì)錄,現(xiàn)在技術(shù)也變得越來越穩(wěn)定,美國能源部國家再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)研究人員認(rèn)為,鈣鈦礦太陽能電池主要挑戰(zhàn)只差擴(kuò)展性問題,如何大規(guī)模量產(chǎn)并將技術(shù)推向?qū)嶒?yàn)室之外,他們仔細(xì)歸納了幾種潛在擴(kuò)展沉積方法。
 
鈣鈦礦太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的成長紀(jì)錄比任何太陽能電池技術(shù)都還要快,現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到22.7%,由于制程便宜許多,它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)出相當(dāng)大的商業(yè)化潛力,是下一代太陽能電池的尖端新秀。
 
但是,隨著研究人員增加電池模塊面積,鈣鈦礦太陽能電池的效率開始下降,下降因素很多,比如電池中化學(xué)物質(zhì)不均勻涂層等。實(shí)驗(yàn)室中最常用來制造鈣鈦礦太陽能電池的方法為旋涂法(spincoating),研究人員將化學(xué)物質(zhì)沉積在基底上,鈣鈦礦材料會(huì)在化學(xué)結(jié)晶時(shí)形成。
 
但這種方法浪費(fèi)了超過90%的化學(xué)品,即鈣鈦礦墨水,且旋涂法應(yīng)用在小于4平方英寸面積的效果最好,沒有更簡單的方法可用于更大表面。
 
為此,NREL研究人員提出另外3種潛在的可擴(kuò)展沉積方法:刮刀涂層法(bladecoating)、精密狹縫式涂布法(Slot-diecoating)、噴墨印刷法(Ink-jetprinting)。
 
刮涂法以刀片將化學(xué)溶液推散在基底形成濕薄膜,該流程適用于卷對(duì)卷制造,柔性基材在固定刀片的下方滾軸上移動(dòng),類似報(bào)紙印刷方式,這種技術(shù)浪費(fèi)的鈣鈦礦墨水比旋涂法還要少。
 
精密狹縫式涂布法與其他技術(shù)相比還未得到充足研究,且目前效率低于刮涂法,但未來其再生性可能比刮涂法還要好,更適用于卷對(duì)卷生產(chǎn)。
 
噴墨印刷法則使用一個(gè)小噴嘴分散前導(dǎo)墨水,目前這技術(shù)已運(yùn)用在小型太陽能電池,但是否適用批量生產(chǎn),須取決于印刷速度。
 
幾項(xiàng)研究估計(jì),鈣鈦礦太陽能電池可用比其他光伏技術(shù)還要低的成本發(fā)電(雖然這些數(shù)據(jù)目前只是假設(shè)),但從這些研究得出一個(gè)結(jié)論是,鈣鈦礦模塊投入最高成本將來自基底與電極材料,表明該領(lǐng)域還有一系列創(chuàng)新機(jī)會(huì)。
 
原標(biāo)題:擴(kuò)展鈣鈦礦太陽能電池,科學(xué)家考慮3種可行方法
 
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來源:科技新報(bào)
 
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