鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的缺點(diǎn),怎么解決
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池雖然具有高能量轉(zhuǎn)換效率、低成本和易制備等優(yōu)點(diǎn),但也存在一些顯著的缺點(diǎn),主要是穩(wěn)定性較差以及大面積應(yīng)用時(shí)的效率損失。針對(duì)這些缺點(diǎn),可以采取以下措施進(jìn)行解決:
一、穩(wěn)定性較差
材料改性:
晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控:通過(guò)摻雜、合金化等方法調(diào)整鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)和組成,提高其穩(wěn)定性。例如,摻入鈉離子或鐵離子可以有效地抑制鈣鈦礦晶體中的缺陷和氧化物,從而提高其光電性能和穩(wěn)定性。將鈣鈦礦材料與錫合金化也可以有效地提高其穩(wěn)定性,減少分解和退化等問(wèn)題。
包覆材料:在鈣鈦礦表面包覆一層保護(hù)材料,如無(wú)機(jī)材料(二氧化硅、氧化鋁等)或有機(jī)材料(聚合物、碳納米管等),防止其受到光照、濕氣、氧氣等因素的影響。
界面工程:通過(guò)對(duì)界面進(jìn)行工程改進(jìn),如界面調(diào)控和界面修飾,提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性。界面調(diào)控是通過(guò)調(diào)整界面的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)等參數(shù),來(lái)改善鈣鈦礦/硅界面的電荷傳輸和光電性能。界面修飾是在界面處引入一層修飾層,來(lái)提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性。
封裝技術(shù):
間隙封裝:采用覆蓋層(如玻璃、聚合物板)和邊緣密封,以避免氧氣和水分從側(cè)面滲透。同時(shí),可以在蓋玻片下方放置干燥劑,以吸收可能滲透到封裝裝置中的水蒸氣。
無(wú)間隙封裝:封裝膠始終粘在光伏器件上,光伏器件與封裝材料之間沒有間隙,以抑制鈣鈦礦組件的揮發(fā)。與多層封裝相比,單層封裝在制造和與太陽(yáng)能電池集成方面更簡(jiǎn)單,因此在商業(yè)化角度備受關(guān)注。
多層封裝:基于堆疊多個(gè)無(wú)機(jī)或有機(jī)層,使每一層補(bǔ)充和增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的性能。有機(jī)層具有良好的加工性和厚度均勻性,無(wú)機(jī)層則具有良好的阻隔性能和運(yùn)行穩(wěn)定性。
二、面積應(yīng)用時(shí)的效率損失
優(yōu)化大面積制備工藝:
改進(jìn)狹縫涂布法和蒸鍍法,解決大面積制備過(guò)程中膜層不夠均勻、成膜質(zhì)量差等問(wèn)題。例如,通過(guò)優(yōu)化狹縫涂布法的涂布時(shí)間和干燥速度,確保整個(gè)表面進(jìn)行完全干燥,避免產(chǎn)生結(jié)晶導(dǎo)致表面出現(xiàn)縫隙或氣泡。對(duì)于蒸鍍法,可以探索提高靶材利用率、優(yōu)化設(shè)備參數(shù)調(diào)整和測(cè)試等方法,降低成本并提高兼容性。
減少大面積薄膜組件的電阻損耗:
在大面積薄膜組件進(jìn)行激光劃線時(shí),優(yōu)化劃線工藝,減少電阻損耗和死區(qū)的產(chǎn)生。同時(shí),可以探索使用更高效的電流收集方式,如采用更優(yōu)質(zhì)的TCO薄膜或優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以降低電阻率并提高效率。
綜上所述,解決鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的缺點(diǎn)需要從材料改性、封裝技術(shù)以及大面積制備工藝等多個(gè)方面入手。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入,相信鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性和大面積應(yīng)用效率將得到顯著提升,從而推動(dòng)其商業(yè)化進(jìn)程。