據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)日前表示，已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種生產(chǎn)鈣鈦礦光伏電池的新方法，可以加速實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

鈣鈦礦光伏電池的制造通常是將不同的涂層依次添加到導(dǎo)電玻璃基板進(jìn)行創(chuàng)建。然而，該實(shí)驗(yàn)采用的“一步涂層”的新方法可以消除或合并其中一些步驟，簡(jiǎn)化了鈣鈦礦光伏電池制造過程，并降低成本。

經(jīng)過1200小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行和測(cè)試，該實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了這種高效的鈣鈦礦光伏電池，其功率轉(zhuǎn)換效率并保持其初始效率的90%以上。

鈣鈦礦光伏電池包括一個(gè)吸收陽(yáng)光的鈣鈦礦層和相鄰的層，當(dāng)陽(yáng)光被吸收時(shí)，這些層提取相反的電荷。空穴傳輸層(HTL)就是這樣的可以吸引正電荷的一個(gè)層。

雖然鈣鈦礦可以在沒有空穴傳輸層(HTL)的情況下制造，但這些設(shè)備的效率低于全鈣鈦礦光伏電池。

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)化學(xué)與納米科學(xué)中心的博士后研究員鄭曉鵬解釋了采用的“一步溶液-涂層工藝”如何在一個(gè)涂層步驟中形成兩個(gè)不同的層——空穴傳輸層(HTL)和鈣鈦礦吸收體層。

這一過程消除了創(chuàng)建單獨(dú)空穴傳輸層的需要，而是創(chuàng)建了自組裝的單分子層，該層在鈣鈦礦結(jié)晶時(shí)用作空穴選擇性接觸。

鄭曉鵬表示，生產(chǎn)空穴傳輸層(HTL)和鈣鈦礦的簡(jiǎn)化工藝減少了涂層和加熱步驟的數(shù)量，同時(shí)消除了對(duì)成本昂貴的空穴傳輸層(HTL)的材料的需求。

鄭曉鵬說：“使用可擴(kuò)展的解決方案方法統(tǒng)一制造更薄空穴傳輸層(HTL)具有挑戰(zhàn)性，這也可能是商業(yè)化應(yīng)用的障礙……我們采用的方法可以避免這個(gè)問題。”

他估計(jì)，消除之前創(chuàng)建空穴傳輸層(HTL所需的步驟并對(duì)其進(jìn)行加熱可以將溶液處理時(shí)間減少三分之一。

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)材料、化學(xué)和計(jì)算科學(xué)理事會(huì)的高級(jí)研究Joseph Luther說：“即使這種方法沒有節(jié)省太多時(shí)間，它也帶來了一種概念，可以用這個(gè)新概念重新評(píng)估制造過程。”

鄭曉鵬表示，盡管這一方法最初是美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)發(fā)現(xiàn)的，但來自其他機(jī)構(gòu)的合作者可以復(fù)制和加強(qiáng)這一發(fā)現(xiàn)。

美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的能源混合有機(jī)-無機(jī)半導(dǎo)體能源中心(CHOISE)為理解不同的結(jié)晶層提供了技術(shù)支持。

德國(guó)柏林亥姆霍茲研究所(Helmholtz-Zentrum Berlin)的研究人員最近在研究中發(fā)現(xiàn)，金屬鹵化物鈣鈦礦制成的光伏電池效率很高。

總部位于意大利的可再生能源開發(fā)商Enel Green Power公司、National Solar Energy研究所的研究人員以及法國(guó)原子能和替代能源委員會(huì)(CEA)聲稱，他們開發(fā)的雙端串聯(lián)鈣鈦礦光伏電池的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.5%。