日本OIST新開發鈣鈦礦太陽電池模組,提高了發電效率與穩定性

 

刊登日期:2020/8/20
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日本沖繩科學技術大學院大學(OIST)發表開發了一項利用鈣鈦礦之次世代太陽電池模組。研究團隊在太陽電池模組(22.4 cm2)的鈣鈦礦活性層與氧化錫電子輸送層之間置入化學物質「EDTAK」,改善了兩物質層的界面,由於「EDTAK」防止鈣鈦礦活性層與電子輸送層反應,因此可提高太陽模組的穩定性。且「EDTAK」內的鉀(K)往鈣鈦礦活性層移動,修補了鈣鈦礦表面的小缺陷,因防止了表面缺陷捕捉移動中的電子與電洞,進而促使生成更多的電氣。「EDTAK」也提高了電子輸送層的導電性,讓對鈣鈦礦層電子的收集變得容易進行。

此外,研究團隊在鈣鈦礦活性層與電洞輸送層之間的界面追加了「EAMA」型鈣鈦礦,提高了電洞輸送層接收電洞的能力。追加「EAMA」的設備因「EAMA」與鈣鈦礦活性層的表面產生相互作用,因此在溫度與濕度測試中呈現了優異的穩定性。

再者,研究團隊混合了少量的「PH3T」聚合物,賦予電洞輸送層撥水特性,提高其耐濕性。且透過混合「PH3T」聚合物,也因此成功地延長了模組的壽命。構成鈣鈦礦太陽電池模組上層電極的微小金粒子在經過一段時間後會從電極通過電洞輸送層,移動至活性鈣鈦礦層,進而形成電池劣化的原因,而混合「PH3T」聚合物則可避免此狀況的發生。

研究團隊也在玻璃層上追加聚對二甲苯(Parylene)薄層,對太陽電池模組施加了保護塗佈,進而讓太陽電池在經過2,000小時的照明後,仍能維持初期性能的86% 左右。此外,經實驗確認,發電效率達到16.6%。


資料來源: https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/35322
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