從2009年到2015年的短短6年間，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%一下子躍升至20.3%，提高了5倍多。其效率進(jìn)步之快，以至于被《科學(xué)》期刊評(píng)為2013年的10大科學(xué)突破之一。當(dāng)前，鈣鈦礦太陽能電池的學(xué)術(shù)研究仍然十分活躍，其產(chǎn)業(yè)化前景也十分看好，但實(shí)用化技術(shù)的研究成果尚待突破。這是因?yàn)椋?/span>
一鈣鈦礦電池的優(yōu)勢(shì)：
Ø 轉(zhuǎn)換效率發(fā)展速度快——6年時(shí)間從3.8%升到20.3%，而2013年11月美國科學(xué)家在最新研究中發(fā)現(xiàn)，新式鈣鈦太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率或可高達(dá)50%，為目前市場(chǎng)上太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的2倍，這說明了它還有很大的發(fā)展?jié)摿?/span>;
Ø 電池制作工藝簡(jiǎn)單——實(shí)驗(yàn)室中常采用液相沉積、氣相沉積工藝、液相/氣相混合沉積工藝;
Ø 電池發(fā)電成本低——甚至有可能會(huì)比火力發(fā)電還低;
Ø 建筑一體化潛力——鈣鈦礦型電池屬于薄膜電池，目前主要就是沉積在玻璃上，還可以通過控制各層材料的厚度和材質(zhì)來實(shí)現(xiàn)不同程度的透明度，當(dāng)然效率也會(huì)降低，不過這類應(yīng)用是值得嘗試的。例如牛津大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)可以做出半透光(灰褐色)的電池。如果將采光與發(fā)電融為一體的太陽能電池開發(fā)順利，有望成為高樓大廈幕墻裝飾、車輛有色玻璃貼膜等的替代品。
二鈣鈦礦電池的劣勢(shì)：
Ø 材料有毒——鈣鈦礦電池材料含有鉛，不過鉛跟其他類型電池含有的砷、鎵、碲、鎘相比，簡(jiǎn)直就是小巫見大巫。而美國西北大學(xué)也已研發(fā)出一種用錫代替鉛的鈣鈦礦太陽能電池，不過這種電池的轉(zhuǎn)換效率還只有6%，而且材料非常不穩(wěn)定，目前處于研發(fā)初級(jí)階段;
Ø 材料不穩(wěn)定——鈣鈦礦中的鉛容易氧化使碘揮發(fā)，且當(dāng)晶體遇濕時(shí)則易分解。如果我們使用鈣鈦礦電池發(fā)電，它很有可能分解滲出流到屋頂或土壤中;
Ø 電池壽命不長(zhǎng)——目前，壽命最長(zhǎng)的鈣鈦礦太陽能電池可達(dá)到1000小時(shí)，由華中科技大學(xué)和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院合作研發(fā)。而傳統(tǒng)晶硅電池壽命一般可達(dá)到25年，比鈣鈦礦電池長(zhǎng)得多。 |
