新型鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池因成本低廉、光電性能優(yōu)異,獲評(píng)為2013年世界十大科學(xué)突破,被認(rèn)為將促進(jìn)光伏能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生革命性改變,有望真正使太陽(yáng)能發(fā)電走向平民化時(shí)代。
日前,中科院青島生物能源與過(guò)程所先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)中心(青島儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院)逄淑平博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功開(kāi)發(fā)出新型鈦礦型太陽(yáng)能材料(NH2CH=NH2PbI3)。該材料因其具有良好的熱穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換性能,在低成本柔性太陽(yáng)能儲(chǔ)能領(lǐng)域(如光伏大棚等)有著廣闊的應(yīng)用前景,相關(guān)工作發(fā)表在《Chemistry of Materials》雜志,得到國(guó)際同行的高度評(píng)價(jià)?!禖hemistry of Materials》主編來(lái)信指出,該成果涉及的文章是該刊物二月份下載次數(shù)最高的文章。目前,該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利保護(hù)布局。
平面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖
電池器件的電流-電壓曲線
該研究小組正在對(duì)鈣鈦礦材料和器件進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,通過(guò)減小晶體內(nèi)晶格、位錯(cuò)缺陷濃度,提高載流子的擴(kuò)散距離;通過(guò)晶界鈍化手段,降低晶界的缺陷能級(jí)對(duì)載流子的捕獲作用,從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)一步提升。在平面電池結(jié)構(gòu)中,該材料11.3%的光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到該器件結(jié)構(gòu)的世界領(lǐng)先水平。
該研究小組還在非鉛的環(huán)境友好型鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換材料設(shè)計(jì)與制備及其器件應(yīng)用也取得重要進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上采用原子層沉積(ALD)技術(shù)和卷對(duì)卷(ROLL TO ROLL)技術(shù)探索制備出低成本、大面積、柔性、高效太陽(yáng)能電池,將極大地滿(mǎn)足青島乃至山東地區(qū)對(duì)低成本柔性光伏大棚等的需求。