大面積鈣鈦礦薄膜產業化製備技術檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

大面積鈣鈦礦薄膜產業化製備技術能源材料、材料合成與加工工藝。

關鍵詞： 大面積，鈣鈦礦，產業化

應用領域

光伏及信息技術領域

成果簡介

鈣鈦礦太陽能電池因其具有合適的帶隙、較高的光學吸收係數、長的載流子遷移率、成本低廉易加工等優點，自問世以來備受關注，成為第三代太陽能電池中的佼佼者。在鈣鈦礦太陽能電池中,各結構層的性能都直接影響着器件最終的光電轉化效率,其中鈣鈦礦薄膜質量對性能的影響最為明顯。因此製備連續、無裂紋、覆蓋率高的鈣鈦礦薄膜對於提升太陽能電池的光電轉化效率至關重要。本研究工作通過對旋塗過程中溫度、轉速、滴加方式的調整，在介孔TiO_2薄膜上獲得了高質量的鈣鈦礦薄膜,獲得了17.34%的光電轉化效率。研究表明，旋塗過程中環境溫度需控制在25℃以下,在環境溫度過高時,滴加反溶劑後易出現明顯裂紋；通過調整轉速及加速度可控制鈣鈦礦膜的厚度，但同時需要調整反溶劑的滴加時間或者滴加量;在滴加前體溶液時,應一次滴加全部溶液的方式有利於薄膜的全覆蓋，分多次滴下溶液易導致薄膜覆蓋不全。 本團隊建立了一條大面積（65cm×45cm）鈣鈦礦組件試驗生產線，產線包括了塗布、結晶、印刷、退火、封裝等關鍵設備，其中若干關鍵設備是技術團隊自行設計開發的，掌握了核心知識產權。實驗室組件最高效率達到18%，並建成了戶外鈣鈦礦試驗電站。目前已完成開發10MW量級鈣鈦礦-晶體硅疊層組件試驗生產線，未來將繼續開發更大尺寸鈣鈦礦組件的量產工藝，實現進一步降本增效。

經濟效益與社會效益

鈣鈦礦材料是目前最受關注和期待的高性能光電材料之一。鈣鈦礦光伏技術的推廣，亦將真正實現光伏電力平價上網，更有利於推廣我國能源領域產業優化升級，屆時太陽能可望成為我國的主流能源類型，由此實現巨大的社會效益。為實現碳達峰、碳中和重大戰略目標提供了重要的技術儲備。