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提高光電轉(zhuǎn)換率 打造環(huán)境友好型太陽能電池
2018年08月29日 09:40:29
來源：中國化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：8182
日前，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜硅太陽電池研究組劉生忠研究員與陜西師范大學(xué)楊棟研究員、馮江山博士等，利用二甲硫醚作為添加劑，通過控制鈣鈦礦吸光層的結(jié)晶過程，將柔性鈣鈦礦太陽能電池的效率顯著提高至18.4%。
【中國化工儀器網(wǎng) 本網(wǎng)視點(diǎn)】日前，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜硅太陽電池研究組劉生忠研究員與陜西師范大學(xué)楊棟研究員、馮江山博士等，利用二甲硫醚作為添加劑，通過控制鈣鈦礦吸光層的結(jié)晶過程，將柔性鈣鈦礦太陽能電池的效率顯著提高至18.4%。
隨著以煤炭、石油等為代表的可再生能源的逐步減少，人類社會逐漸將發(fā)展目光轉(zhuǎn)向環(huán)境友好型的可再生能源，其中，太陽能電池就是對可再生能源利用的一個(gè)突出典范。太陽能電池利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，將自然界收集來的太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，促進(jìn)了資源的有效利用。
太陽能電池的誕生，為人類社會提高了可再生清潔能源的利用率。從1954年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制的世界上塊實(shí)用半導(dǎo)體太陽能電池，到如今，人類對太陽能電池的研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。目前已知的各類太陽能電池有硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、有機(jī)物太陽能電池等。每種太陽能電池都有自己的突出性能，但也有不夠完善的地方。
在硅太陽能電池中，以單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率為高，技術(shù)也更為成熟。但其存在材料價(jià)格高和制備工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)，由此研發(fā)了新的替代產(chǎn)品——多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅太陽能電池。多晶硅薄膜太陽能電池使用的硅較單晶硅更少，且無效率衰退問題，成本遠(yuǎn)低于單晶硅太陽能電池，且效率高于非晶硅太陽能電池。而非晶硅薄膜太陽能電池具有成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢。兩種太陽能電池都比較具有發(fā)展前景。
多元化合物薄膜電池不存在光致衰退的問題，可用作高轉(zhuǎn)換效率的薄膜太陽能電池材料。銅銦硒CuInSe2作為太陽能電池的半導(dǎo)體材料，具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但銦和硒都是比較稀有的元素，不易獲得。
有機(jī)物太陽能電池制備工藝簡單(真空蒸鍍或涂敷)，具有制造面積大、廉價(jià)、簡易、柔性等優(yōu)點(diǎn)，可以制備在可卷曲折疊的襯底上形成的柔性太陽能電池，近年來，在各位科學(xué)家的努力下，有機(jī)物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率提高到了原來的200多倍。
如今，國內(nèi)外的太陽能電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。以1998年為界，在此節(jié)點(diǎn)之前的太陽能電池行業(yè)以單晶硅電池占主導(dǎo)地位，之后則以多晶硅電池為主導(dǎo)。我國的太陽能電池產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但商業(yè)化進(jìn)程迅速，以南京中電光伏科技有限公司、無錫尚德公司和天威英利公司為代表的眾多企業(yè)，在我國太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上起到了重要的推動作用。
提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低制造成本以及減少對環(huán)境的危害，是未來太陽能電池發(fā)展的主要方向。由于大部分全固態(tài)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換率都不太理想，如何研發(fā)出一款真正、低價(jià)且無污染的太陽能電池成為眾多業(yè)內(nèi)科學(xué)家追求的主要目標(biāo)。
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