華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室陳煒副教授在訪問日本國(guó)立物質(zhì)與材料研究院(NIMS)期間,在鈣鈦礦薄膜太陽能電池研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。
如圖3-4所描述,通過簡(jiǎn)單改變掃描條件即可消除遲滯效應(yīng)、以及良好的穩(wěn)定性是保證我們的大面積電池在日本AIST這種堅(jiān)持最嚴(yán)格測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證機(jī)構(gòu)取得認(rèn)證成功的重要原因(圖5)。我們的結(jié)果被號(hào)稱“太陽能電池之父”的Martin Green教授接受,并首次寫入由他聯(lián)合NREL、AIST等權(quán)威部門編纂的《Solar cell efficiency tables, (version 46)》,見圖6的“Table I”;這與之前韓國(guó)KRICT在Newport認(rèn)證的小面積電池結(jié)果不同,他們的結(jié)果在Table III,被歸類為“Notable exceptions”和“not class records”,主要原因在于面積過小容易引起較大測(cè)量誤差。關(guān)于嚴(yán)格測(cè)試的重要性在最近連續(xù)幾篇Nature子刊的評(píng)論文章中可以讀到。我們大面積鈣鈦礦電池認(rèn)證成功,使得鈣鈦礦太陽能電池的性能指標(biāo)首次能夠與其他類型太陽能電池在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行比較。并且,通過1cm2的器件可以估計(jì)更大面積電池模組的理論最大性能,因?yàn)楦竺娣e的模組通常是由寬度為1cm2左右的長(zhǎng)條狀電池串并聯(lián)組成,兩者來自導(dǎo)電玻璃的電阻損耗相當(dāng)。此外,基于我們的測(cè)試結(jié)果,AIST將與全球其他權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)探討建立新型鈣鈦礦太陽能電池的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),相信以后會(huì)有更多鈣鈦礦太陽能電池的認(rèn)證結(jié)果出自NREL、AIST等權(quán)威機(jī)構(gòu)。
圖5. 日本AIST認(rèn)證結(jié)果,電池面積1.017cm2

圖6. 認(rèn)證結(jié)果為《Solar cell efficiency tables,(version 46)》收錄
最后,我們認(rèn)為,通過進(jìn)一步改進(jìn)鈣鈦礦薄膜質(zhì)量和組分(例如以NH2-CH=NH2+離子取代CH3NH3+離子),大面積鈣鈦礦太陽能電池的效率記錄可以很快推進(jìn)到20%的水平。而關(guān)于穩(wěn)定性則需要做更多更深入的研究工作,目前的器件仍存在一定程度的衰減(盡管衰減較。,除了所使用鈣鈦礦材料CH3NH3PbI3自身可能的分解外,可能與封裝強(qiáng)度也有關(guān)。通過成分調(diào)控將CH3NH3PbI3鈣鈦礦材料的結(jié)晶溫度(反之也是晶體退化溫度)從目前的70-80 提升到100-120 以上,并采用更可靠的封裝方式避免濕氣的緩慢滲透,將有可能得到壽命足夠長(zhǎng)的電池器件。陳煒副教授已經(jīng)獲得風(fēng)險(xiǎn)投資意向,開始鈣鈦礦太陽能電池的中試研發(fā),企業(yè)的介入將加快推動(dòng)具有實(shí)用價(jià)值的新型光伏器件的誕生。
作者: 來源:cnbeta網(wǎng)站
責(zé)任編輯:wutongyufg