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钙钛矿:效率衰减是致命软肋

2015-9-24 10:47| 发布者: solartest| 查看: 12800| 评论: 0|来自: PV-Tech

摘要: 在科学界,钙钛矿电池成为进一步提高传统硅晶电池效率的有力候选。但最近的研究表明,钙钛矿的高效率只能维持几秒钟,随后的衰减是影响长期稳定性的致命软肋。 本周在德国汉堡举行的欧洲光伏太阳能展会上,位于瑞 ...
       在科学界,钙钛矿电池成为进一步提高传统硅晶电池效率的有力候选。但最近的研究表明,钙钛矿的高效率只能维持几秒钟,随后的衰减是影响长期稳定性的致命软肋。

       本周在德国汉堡举行的欧洲光伏太阳能展会上,位于瑞士纳沙泰尔市的微工程学研究所(IMT)光伏实验室展出了一款小型硅晶—钙钛矿串联电池,这款电池的效率为22.8%,而只有一种材料的传统硅晶电池为21.7%。不过,钙钛矿电池的长期稳定性依然是个问题。

       自从发现这种新材料可用于光伏行业后,在仅仅几年时间里实验结果显示电池效率提高到了20%多,因而钙钛矿电池引起了许多科学家的注意。

       在IMT发明的效率为22.8%的串联结构电池中包括一个装在顶部的0.25平方厘米的小型钙钛矿电池,在光学上只能跟装在下部的硅晶电池组合,两个电池在四端设置中有不同的电触头。

       不过,最终目标是形成单片串联结构,也就是钙钛矿电池直接置于硅晶电池表面,且串联结构正反两面各只有一个电触头。

       但目前,IMT研发的单片串联结构电池效率仅为16%,最高纪录是英国OxfordPV公司的21.3%。

       微型组件的效率就更低了,IMT研发的12平方厘米组件效率仅为11.5%,比利时校际微电子中心(IMEC)研发的16平方厘米组件效率为12.5%。

       不过,研发还在初始阶段。在欧盟光伏太阳能展会上,IMT光伏实验室主任ChristopheBallif称串联结构电池的效率是可以达到27%的。

       Ballif说:“最大的挑战是长期稳定性。”IMT测试的效率结果显示:只能稳定持续几秒钟,而不是几千小时。

       就职于澳大利亚纽卡斯尔联邦科工组织(CSIRO)光伏实验室的RickyDunbar也证实了钙钛矿电池的问题:“很难准确测量这种电池的效率。随着测量的进展效率是不断下降的。”

       Ballif坦白道:“就这点而言,我无法保证钙钛矿电池的稳定性能保持25年。如果效率退化的问题能得到解决,钙钛矿电池仍值得科学家研究,但不会成为工业硅晶电池理想的涡轮增加器。”

       IMEC光伏科技总监JefPoortmans博士表示,仅靠钙钛矿电池的稳定性来判断最终结果还为时过早。

       根据Poortmans博士,当前研究重点放在销孔等问题上,从而确立钙钛矿电池的制造工艺。
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