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鈣鈦礦電池再獲新突破 制備大面積長效穩定電池成為可能
2024年07月29日 11:43:58
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：5392
最近，南京航空航天大學又帶來了新成果，該成果或許能夠為鈣鈦礦太陽能電池走向應用提供重要策略。
【化工儀器網 行業百態】鈣鈦礦電池是一種新型的太陽能電池，其采用鈣鈦礦材料作為光電轉換層，具有高效、低成本和易于制造等優點，在光伏產業高速發展的今天，鈣鈦礦電池自然而然的成為了該領域的熱點研究內容，被寄以厚望。
各國針對鈣鈦礦電池也展開了技術競爭，從材料到生產工藝，不斷地探尋著鈣鈦礦電池商品化的可能性。并且在近幾年中，相關產品的光電轉化率不斷被刷新，更有各式各樣的衍生產品被提出。
而我國在鈣鈦礦電池領域成果也非常可觀。例如年初的時候，南京大學研究團隊就曾經在全鈣鈦礦光伏組件上取得新突破，成功研制出了穩態光電轉化效率達24.5%的大面積全鈣鈦礦光伏組件，為后續此類組件產業化發展打下技術基礎。
無獨有偶，就在前段時間，西湖大學團隊聯合浙江大學團隊針對倒置鈣鈦礦電池，成功開發出了Py3分子，有望將電池使用壽命延長近兩倍，同時提升其光電轉化效率至26.1%，成功為倒置鈣鈦礦電池的進一步發展提供了技術基礎。
而就在最近，南京航空航天大學又帶來了新成果，該成果或許能夠為鈣鈦礦太陽能電池走向應用提供重要策略。
據悉該技術主要針對鈣鈦礦電池器件的制備。以往鈣鈦礦電池器件的制備采用的是液相法，這種方法盡管可以穩定且效率可靠的小面積鈣鈦礦電池器件，但是遇到大面積制備需求的時候卻無能為力，無法保證成品的均勻性。而這也成為了大面積長效穩定鈣鈦礦電池生產的核心難點之一。
在團隊在深入研究后發現，造成這種情況的主要原因在于鈍化劑和鈣鈦礦薄膜的在進行大面積鈣鈦礦太陽能電池制備時，反應速度會發生變化，出現反應速度不均的情況，從而導致鈣鈦礦薄膜鈍化，最終影響電池的均一性。為此，南京航空航天大學團隊改變了思路，研究出了基于氣相的處理方法——氣相氟蒸汽處理方法。
這種方法利用氟化氫蒸汽在空氣中均勻分布的特性，保證了鈣鈦礦薄膜進行反應時，能夠與氟化氫均勻的反應，形成穩固的化學鍵，從而有效抑制薄膜缺陷的形成，并錨定薄膜表面附近的陰離子。簡單的說就是能夠讓鈣鈦礦薄膜更均勻地被鈍化，從而使薄膜大面積均勻地展現出長的光致發光壽命。
事實上，團隊基于此，已經成功制備出光電轉化效率超過18%、超過200平方厘米的鈣鈦礦太陽能電池。該電池可以持續運行壽命超過4萬小時，等效戶外運行壽命超25年。也相信未來，隨著技術的不斷發展和完善，氣相氟蒸汽處理方法在鈣鈦礦電池領域能發揮更加重要的作用，同時催生出更多有價值的鈣鈦礦電池制備技術。
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