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鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性和效率大大提高 或?qū)?shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)用
2022年05月11日 09:45:11 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：解意 點(diǎn)擊量：4774

近日，南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料研究院秦天石教授團(tuán)隊在研究中突破了這一難題，為實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。其相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《材料》上。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】太陽能作為世界上公認(rèn)的清潔能源之一，具有可再生、分布均勻、噪聲小、無排放的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代科技助力下，其應(yīng)用技術(shù)成熟，安全可靠。由此產(chǎn)生的光伏產(chǎn)業(yè)市場連年處于增長態(tài)勢。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，今年一季度，46家光伏設(shè)備行業(yè)上市公司合計產(chǎn)生營收1650.28億元，同比增長超七成，歸母凈利潤196.5億元，同比增長超一倍，光伏產(chǎn)業(yè)整體業(yè)績明顯上升，前景遠(yuǎn)大。
 
　　作為21世紀(jì)可再生新能源的主要力量，全球各個國家都在加緊對太陽輻射轉(zhuǎn)化為可利用能源的研究，以期改變本國不合理的能源結(jié)構(gòu)并解決環(huán)境問題。
 
　　太陽能電池，是一種利用太陽光輻射直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，根據(jù)制作材料不同分為許多種類。其中硅太陽能電池是技術(shù)發(fā)展最成熟、商業(yè)應(yīng)用最廣泛的類型。鈣鈦礦型太陽能電池，是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池，具有與硅太陽能電池相當(dāng)?shù)墓β兽D(zhuǎn)換效率，且制作工藝簡單，更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保，因此在太陽能電池領(lǐng)域更加受到科研人員的追捧。
 
　　但是，鈣鈦礦太陽能電池對濕度、溫度、光照的變化十分敏感，在溫度升高、受到照射及遇水時極易降解，存在穩(wěn)定性差等突出問題。據(jù)了解，陰陽離子共同構(gòu)成晶體，而鈣鈦礦“晶體大廈”同時存在著陰離子缺陷和陽離子缺陷這兩種“孔洞”，但此前改造鈣鈦礦太陽能電池時僅僅著重于其中一種“孔洞”，因此進(jìn)展緩慢。于是解決這些問題對于鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化運(yùn)用變得尤為重要。
 
　　近日，南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料研究院秦天石教授團(tuán)隊在研究中突破了這一難題，為實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。其相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《材料》上。
 
　　據(jù)了解，秦天石教授團(tuán)隊利用一種陰陽離子對鈍化材料，同時對鈣鈦礦“晶體大廈”的兩種“孔洞”進(jìn)行修復(fù)，并改變其化學(xué)性質(zhì)，其研究成果表明，在一個標(biāo)準(zhǔn)太陽光下鈣鈦礦太陽能電池可以實(shí)現(xiàn)超過23%的光電轉(zhuǎn)換效率，甚至超過了當(dāng)前硅太陽能電池的效率，獲得了巨大成功。同時，該團(tuán)隊還通過該陰陽離子的協(xié)同作用為鈣鈦礦太陽能電池構(gòu)建了兩個防水隔離層，防止遇水降解的問題出現(xiàn)，從而延長了電池的工作時長，提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性。
 
　　該研究成果大大改善了鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性，對于鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)運(yùn)用起到極大推動作用，不久的將來，或許將會看到其在光伏產(chǎn)業(yè)市場上與硅太陽能電池一較高下。
 
　　(資料整理來源：科技日報)
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