钙钛矿薄膜太阳能电池如何发展,钙钛矿太阳能电池望向光伏电价“2”时代 -爱游戏平台

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? ? ? 钙钛矿太阳能电池的结构来自染料敏化电池,染料敏化电池的光阳极基于fto玻璃,在侧基板上具有一层多孔tio2纳米晶体,吸光材料是吸附于tio2上的染料,另一侧基底上沉积pt作为电极,两级间以i/i3-液态电解质填充。在pvscs中,吸光材料是有机金属卤化物,液态电解质则由固态空穴传输材料替代,且pvscs多为平面异质结结构。

? ? 在后来的研究中,逐渐形成了以钙钛矿为光吸收层的电池结构,钙钛矿层两端界面分别和n型电子传输材料、p型空穴传输材料接触形成p-i-n结构的异质结,欧姆接触由异质结两侧的光阳极和对电极形成。介孔结构、含覆盖层介孔结构、p-i-n 平面结构和n-i-p反型平面结构是目前主要的pvscs结构。

? ? 采用ch3nh3pbx3(x=br,i)钙钛矿作吸光材料,tio2作光阳极,用钙钛矿纳米晶体作为tio2的修饰材料,光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,pce)达3.8%。2011年,park等用原位生长法制备出几个纳米级的ch3nh3pbi3钙钛矿,pce达6.5%。

? ?2012年,采用了固态染料敏化太阳能电池结构,将吸光材料ch3nh3pbi3填充在0.6μm的多孔tio2中,并将固态空穴传输材料沉积在钙钛矿上,以此代替液态电解质,pce达到9.7%。随后,snaith等发现可以用al2o3替换tio2,替换后仍可以制出太阳能电池,也就是说,ch3nh3pbi3钙钛矿既可以作为吸光材料,也可以作为一种n型材料来传输电子,在进一步的研究中又发现,ch3nh3pbi3还可以传输空穴,于是提出一种平面异质结 结构的pvscs,通过将钙钛矿沉积在平面tio2上,使钙钛矿和电子传输层、空穴传输层的接触界面构成平面结构,可以使pce达15%。后来,gratzel等利用含覆盖层介孔结构的pvscs,获得15%的转换效率。2013年,距第一次将钙钛矿作为吸光材料的4年时间,pce达15.9%,超过晶体硅太阳能电池。至今,pvscs光电转换已达23.6%。目前,对于pvscs的研究主要针对组成部分展开,包括钙钛矿材料、钙钛矿多晶薄膜和空穴传输材料;另外,推动钙钛矿太阳能电池的关键因素之一是其大面积制备工艺的发展,众多学者也进行了相关研究。近年来,研究过程中也发现了pvscs具有迟滞效应的特性,当前这方面的研究还停留在形成机理的探讨,也有少数研究工作在探索减小迟滞效应的方法。

1)polyimide|batio3聚酰亚胺|钛酸钡复合膜

polyimide/batio3composite membrane(复合膜),聚酰亚胺/batio3介电性复合膜.

描述:通过将聚酰胺酸溶液与硅烷偶联剂处理的钛酸钡(batio3) 粒子进行溶液共混,亚胺化后得到高介电常数的聚酰亚胺/batio3复合膜.

2)聚偏氟乙烯-钛酸钡复合材料

pvdf聚偏氟乙烯-batio3复合材料,pvdf-batio3复合材料,半透明pvdf聚偏氟乙烯,聚偏氟乙烯/钛酸钡高介电复合材料.

描述:受功能梯度材料设计理念的启发,采用聚合物微纳层叠共挤装置,提出了交替多层介电复合材料的假设,设计了(聚偏氟乙烯/钛酸钡)(pvdf/batio3)/pvdf交替多层介电复合材料.

pvdf聚偏氟乙烯-batio3复合材料

聚偏氟乙烯改性钛酸钡复合材料,聚丙烯/sio2-聚偏氟乙烯/改性batio3介电复合材料

聚丙烯改性batio3介电复合材料

sio2-聚偏氟乙烯/改性batio3介电复合材料

pvdf-batio3复合材料

(聚偏氟乙烯/钛酸钡)(pvdf/batio3)/pvdf交替多层介电复合材料

3)ps聚苯乙烯-钛酸钡复合材料

polystyrene-batio3复合材料,膦酸改性钛酸钡/聚苯乙烯复合材料,聚苯乙烯/钛酸钡复合微球.

描述:以聚苯乙烯与化学沉淀法钛酸钡陶瓷为基本组成,采用溶液共混,溶液聚合,表面处理后溶液聚合三种方法进行复合.

聚苯乙烯/钛酸钡复合微球ps-batio3

树枝状聚酰胺pamam,聚n-异丙基丙烯酰胺p钛酸钡修饰聚苯乙烯polystyrene复合微球

聚苯胺—钛酸钡纳米复合材料

热塑性聚氨酯及其钛酸钡复合材料,钛酸钡修饰聚苯胺纳米复合材料

银/铌钽酸钾/钛酸钡复合聚合物介电材料

聚合物基超支化金属酞菁@纳米钛酸钡复合材料

4)c炭黑|钛酸钡复合颗粒

carbon black/batio3复合颗粒,c炭黑/batio3复合材料,钛酸钡改性炭黑的复合粒子

描述:采用溶胶-凝胶法制备出了钛酸钡改性炭黑的复合粒子,并观察和分析了改性粒子的颗粒成分、结构、微波介电特性及其对电磁波的吸收性能.

5)苯并噁嗪|钛酸钡复合材料

benzoxazine/batio3复合材料,苯并噁嗪/batio3高性能复合材料,钛酸钡改性碳/苯并二噁唑三元复合材料

描述:通过共混法制备了苯并噁嗪/钛酸钡复合材料,探讨了钛酸钡粒径和填充量对复合材料介电性的影响。当(batio3)=50%时,复合材料介电常数εr达54、介质损耗tanδ为0.027。

钛酸钡改性碳/苯并二噁唑三元复合材料

钛酸钡改性碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑三元复合材料

三元复合材料batio3/mwnt/pbo

钛酸钡 (batio3)改性多壁碳纳米管(mwnt)与亚甲基苯并二恶唑(pbo)复合材料

6)pi聚酰亚胺|纳米钛酸钡复合薄膜

polyimide/纳米batio3复合薄膜,聚酰亚胺与钛酸钡(batio3)复合纳米粒子

描述:高介电常数的聚酰亚胺/纳米钛酸钡复合薄膜的方法:在氮气流保护下,将等摩尔的二酐和二胺加入到n-甲基-2-吡咯烷酮或n,n-二甲基乙酰胺溶剂中,配制成固含量为10~20%的溶液,将改性纳米钛酸钡粒子加入到上述溶液中,改性纳米钛酸钡的加入量小于复合薄

聚酰亚胺枝接钛酸钡(batio3)复合纳米粒子

聚酰亚胺/硅石-钛酸钡纳米复合粒子材料,聚酰亚胺/钛酸钡/水滑石复合薄膜

7)bmi双马来酰亚胺|钛酸钡复合材料

bismaleimide/batio3复合材料,bmi双马来酰亚胺双官能团化合物

描述:双马来酰亚胺/钛酸钡复合材料介电性能的研究,以双马来酰亚胺(bmi)为树脂基体,压电陶瓷batio,为功能填料,采用浇铸的方法制备了bmi/batio3复合材料。

8)batio钛酸钡纳米复合材料

高介电常数钛酸钡纳米复合材料,低介电损耗钛酸钡batio纳米复合陶瓷材料

描述:通过分散聚合法成功地制备了聚酰亚胺/硅石-钛酸钡纳米复合粒子,采用ft-ir,xrd,tem 分析手段研究了复合粒子的结构,形貌及其大小

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随着光伏企业在内蒙古乌海“领跑者”先进示范基地竞标中报出0.45元/kwh的历史低价,正式宣告中国光伏电价进入了“4”时代。虽然“领跑者”项目因其政策特殊性并不能代表行业水平,但新时代的提前到来还是强势表明光伏平价上网不仅可期,且仍存降价空间。

在光伏系统成本构成中,占比最大的当属光伏组件,这也解释了新一轮光伏降价中业内人士将主要动力归结为组件成本下降的根本原因。

目前,光伏组件的90%市场份额由晶硅组件占据,单、多晶光伏电池的转换效率最高分别达到20.5%、18.5%,价格最低为多晶组件3元/瓦。但不容忽视的是,经过多年的快速攀升,晶硅电池组件效率提升进入瓶颈期,降本增效难度加大。与此同时,晶硅电池最大的争议还在于硅材料的生产和提纯过程中能耗较高且有毒,造成其成本高昂。且晶硅电池厚度大、易碎、颜色单一,这些客观因素的存在也限制了电池的使用范围。

由此,另一条技术路线薄膜太阳能电池进入人们视线。近期被广泛关注的是钙钛矿薄膜太阳能电池。美国加利福尼亚大学伯克利分校与劳伦斯伯克利国家实验室科学家们的新设计实现了钙钛矿太阳能电池18.4%~21.7%的平均稳态效率以及26%的峰值效率,超过传统高效薄膜太阳能电池如铜铟镓硒或碲化镉等。美国斯坦福大学与英国牛津大学的研究人员则宣布,利用涂布技术制作的串联型钙钛矿太阳能电池转换效率有望超过30%。

而纵观国内市场,钙钛矿太阳能电池的商用化也按下“快进键”。在国家科技部、教育部和全国工商联等部门和单位共同举办的第五届中国创新创业大赛上,节能环保行业的全国优秀企业奖最终花落浙江省推举的杭州纤纳光电科技有限公司,其最大亮点正是成功研发了钙钛矿型薄膜太阳能电池,转换效率高达18%,串联的大面积组件效率已超过16%。

更为重要的是,钙钛矿太阳能电池由普通金属盐和有机分子组成的钙钛矿材料代替昂贵的硅单晶制成,使得电池成本极大降低。“目前,晶硅电池售价约3元/瓦,钙钛矿太阳能电池在大规模生产条件下价格则不超过1元/瓦,组件价格降低75%。”纤纳光电工作人员介绍。

根据业内人士测算,组件价格下降一元钱,电价就会下降一毛钱。若按目前组件的最低价格3元/瓦再降75%至0.75元/瓦,那钙钛矿薄膜组件下的度电成本有望达到约0.2元/度,光伏电价由“4”进入“2”时代。

不止于成本优势,钙钛矿太阳能电池还将应用场景扩大化。由于钙钛矿材料不仅可以简单地印刷在玻璃表面,制备玻璃基底的太阳能电池,还可以印刷在其他材料,如轻薄柔软的塑料或者窗帘表面,这样电池可以大尺度弯曲,应用场合扩展至随身的电子设备、日用家电智能设备以及光伏建筑一体化等。从此出发,光伏变身廉价常规能源的进程更近一步,重塑能源格局指日可待。

本文转自d1net(转载)

将光能转化为电能的

光伏发电技术,使光能成为最有希望代替化石燃料的能源之一。自1839年19岁的埃德蒙·贝克勒尔(edmund becquerel)从硒元素中发现了光电效应之后,一些

光电材料被陆续开发出来,同时它们的光电性能也被不断研究。1954年,硅太阳能电池最初的光电能量转化效率(power conversion efficiency,pce)仅为4.5%。在此后漫长的时间里,全世界的科学家都致力于提高这一效率,使其接近理论极限的33%。

光伏产业成为能源史上技术迭代最突出的产业之一。在太阳能电池的发展过程中,对于学术研究和工业应用来说,新颖的、低成本光电材料的发掘是十分重要的。

廉价易得和较高的pce使钙钛矿以新的颠覆者的角色杀入光伏产业,

成为继晶体硅电池、薄膜电池之后的第三代光伏电池之中的突围者。

▲ 钙钛矿太阳能电池图(图源:百度百科)在

制备方面,有机-无机杂化的钙钛矿能够通过廉价的、高通量的溶液法获得。

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