鈣鈦礦的最大缺點是耐久性差。 鈣鈦礦由于是離子晶體材料,,存在比晶體硅脆弱,、穩(wěn)定性差、易氧化,、耐高溫等缺點,,壽命短、衰減率高是未進入工業(yè)化的重要原因,,需要額外支付其他成本以提高穩(wěn)定性
鈣鈦礦山電池是第三代太陽能電池,其結(jié)構(gòu)大致可分為正置(n-i-p )結(jié)構(gòu)和倒置(p-i-n )結(jié)構(gòu)兩種,,電池結(jié)構(gòu)簡單,。 以反式平面鈣鈦礦型電池為例,從下到上依次為玻璃,、透明電極(ITO或FTO ),、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層,、金屬電極,。
2、優(yōu)勢
(一)生產(chǎn)制造成本低廉,。 ,,,一般純度在90%左右的%以上結(jié)晶硅材料的純度必須在99.9999%以上才能用于太陽能電池的制造,。 硅型太陽能電池的設(shè)備批發(fā)價為每千瓦500~1000美元,,而鈣鈦礦型預(yù)計為一半左右。
)二)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率高,。 從理論效率看,,新型鈣鈦光伏電池單層理論效率可達31%,鈣鈦礦疊層電池,、晶體硅/ 鈣鈦
(三)電池發(fā)電成本低,。 鈣鈦太陽能電池轉(zhuǎn)換效率高,根據(jù)制造工藝的提高,,也有可能低于火力發(fā)電
(四)低重量)重量為硅型的十分之一,,便于安裝在建筑物或純電動汽車(EV )上。 只要印刷在塑料等柔軟的基板上,,就可以彎曲,,設(shè)置在建筑物的外墻等處,是將街頭轉(zhuǎn)化為可再生能源的“發(fā)電站”,。
轉(zhuǎn)換效率的發(fā)展速度在6年間從3.8%上升到了20.3%,但2013年11月美國科學(xué)家在最近的研究中發(fā)現(xiàn),,新的鈣鈦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率可以達到50%
電池的發(fā)電成本可能比火力發(fā)電低,;
建筑一體化潛力鈣鈦礦型電池是一種薄膜電池,目前沉積在玻璃上很重要,,控制各層材料的厚度和材質(zhì)也可以實現(xiàn)一定程度的透明性,,當(dāng)然效率也會降低,但這樣的應(yīng)用值得嘗試例如,,牛津大學(xué)實驗室現(xiàn)在可以制造半透光(灰褐色)的電池,。 如果采光和發(fā)電一體化太陽能電池開發(fā)順利,有望成為高樓幕墻裝飾,、車輛有色玻璃貼膜等替代品,。
鈣鈦礦太陽能電池的優(yōu)缺點
二鈣鈦礦電池劣勢:
材料中含有鉛,。 但是,,與其他類型的電池中含有的砷、鎵、碲和鎘相比,,鉛簡直就像魔女一樣,。 美國西北大學(xué)也開發(fā)出了用錫代替鉛的鈣鈦礦型太陽能電池,但該電池的轉(zhuǎn)換效率只有6%,,材料非常不穩(wěn)定,,目前處于研發(fā)初期階段
材料不穩(wěn)定的鈣鈦礦山中鉛易氧化揮發(fā)碘,晶體潮濕易分解,。 使用鈣鈦礦電池發(fā)電時,,很可能會分解滲出到屋頂或土壤中
目前電池使用壽命不長,使用壽命最長的鈣鈦礦太陽能電池可達1000小時,,華中科技大學(xué)和洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)傳統(tǒng)晶體硅電池的壽命一般可達25年,,比鈣鈦礦型電池長得多
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