鈣鈦礦太陽能電池的穩定性-中科微能(北京)科技有限公司

鈣鈦礦太陽能電池的穩定性

鈣鈦礦太陽能電池的穩定性,鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的一大挑戰是短期和長期穩定性。PSC的不穩定性主要與(yu) 環境影響（水分和氧氣）有關(guan) ，基於(yu) 甲基銨的鈣鈦礦的熱應力和固有穩定性，在施加電壓下加熱，光影響（紫外線）和機械脆性。已經進行了一些關(guan) 於(yu) PSC穩定性的研究，並且已經證明某些元素對PSC的穩定性很重要。但是，沒有用於(yu) PSC的標準“操作”穩定性協議。但是最近提出了一種量化雜化鹵化物鈣鈦礦固有化學穩定性的方法。

吸收劑材料的有機成分的水溶性使設備極易在潮濕環境中迅速降解。可以通過在製造步驟中優(you) 化組成材料、電池的結構、界麵和環境條件來減少由水分引起的降解。用碳納米管和惰性聚合物基體(ti) 的複合材料包裹鈣鈦礦吸收劑可以防止材料在高溫下被潮濕空氣立即降解。然而，尚未證明鈣鈦礦太陽能電池的長期研究和全麵的封裝技術。帶有介孔TiO的設備2層與(yu) 所述鈣鈦礦吸收敏化，也都是UV -unstable，由於(yu) 在TiO內(nei) 部光生空穴之間的相互作用2和氧自由基的TiO的表麵上2。

在室溫下在CH 3 NH 3 PbI 3中測得的0.5 W /（Km）的超低導熱係數可以防止沉積的光快速傳(chuan) 播，並使電池對熱應力具有抵抗力，從(cong) 而縮短其使用壽命。鈣鈦礦薄膜中的PbI 2殘留物已通過實驗證明對裝置的長期穩定性具有負麵影響。據稱可以通過用金屬氧化物層代替有機傳(chuan) 輸層來解決(jue) 穩定問題，從(cong) 而使電池在60天後保持90％的容量。此外，可以通過使用多功能氟化光敏聚合物塗料解決(jue) 兩(liang) 個(ge) 不穩定性問題，該塗料在設備的正麵具有發光和易於(yu) 清潔的功能，同時在背麵接觸側(ce) 形成了對環境水分的強疏水性屏障。前塗層可以通過將整個(ge) 入射太陽光譜的紫外線轉換成可見光來防止整個(ge) 入射太陽光譜的紫外線與(yu) PSC電池堆發生負作用，而後層可以防止水滲透到太陽能電池堆中。在實驗室進行的180天老化測試和超過3個(ge) 月的實際室外條件測試中，所得器件在電源轉換效率方麵表現出出色的穩定性。

2015年7月，主要障礙是xxx的鈣鈦礦太陽能電池隻有指甲大小，並且在潮濕環境中會(hui) 迅速降解。然而，EPFL的研究人員於(yu) 2017年6月發表了一項研究，成功地證明了大型鈣鈦礦太陽能電池組件在一年內(nei) 未觀察到退化（短路情況）。現在，研究團隊與(yu) 其他組織一起旨在開發一種可完全印刷的鈣鈦礦太陽能電池，其效率達到22％，老化測試後的性能達到90％。

2019年初，迄今為(wei) 止報告的最長的穩定性測試顯示，在至少1個(ge) 太陽光照射下，基於(yu) 氙氣燈的太陽模擬器在沒有紫外線過濾的情況下，在xxx功率點跟蹤（MPPT）的條件下，至少連續運行4000小時，就可以穩定輸出功率。值得注意的是，在穩定性測試中使用的光收集器是經典的基於(yu) 甲基銨（MA）的鈣鈦礦MAPbI 3，但是器件的構建沒有有機基的選擇性層，也沒有金屬背接觸。在這些條件下，僅(jin) 熱應力是造成封裝器件工作穩定性下降的主要因素。

鈣鈦礦材料的固有脆性要求外在增強以保護該關(guan) 鍵層免受機械應力。將機械增強支架直接插入鈣鈦礦太陽能電池的活性層中導致形成的複合太陽能電池的抗斷裂性提高了30倍，從(cong) 而將鈣鈦礦太陽能電池的斷裂特性重新定位到與(yu) 常規c-Si，CIGS相同的區域中和CdTe太陽能電池。