可實現20年戶外耐久性之鈣鈦礦太陽電池

 

刊登日期:2021/12/20
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日本兵庫縣立大學與紀州技研工業於日前發表,在與瑞士Solaronix、德國Fraunhofer Gesellschaft的共同研究中,成功實現鈣鈦礦太陽電池在戶外環境下的世界最長壽命20年。由於活用了透過光照射回復鈣鈦礦太陽電池性能的機制,此項研究成果可望大幅促進鈣鈦礦太陽電池的實用化。

研究團隊開發的鈣鈦礦太陽電池具有預先印刷形成多孔結構的氧化鈦、氧化鋯、碳電極等3層結構,並將鈣鈦礦墨水浸染至底部,透過加熱處理促使鈣鈦礦層結晶化,使其發揮太陽電池的機能性。

新太陽電池的特徵在於以擬太陽光(100 mW/cm2)照射電池後,可改善太陽電池的開路電壓、曲線係數(與電導率相關的特性值)等輸出參數。由於此項特性,在耐久性的實證實驗中,發電輸出功率降至初始值的90%約需3,260小時,相當於屋外環境20年的耐久性(使用壽命),同時也是鈣鈦礦太陽電池首次實證具有可與矽基太陽電池匹敵之耐久性。

搭載碳電極的鈣鈦礦太陽電池無需真空製程,且碳電極比金屬電極低價(降低製造成本),另在完全塗佈型工程中易於利用輕量基板,將可確保輕量性。此外,在碳電極(石墨)、碘等主要材料的生產量方面,日本的全球市佔率約有20~30%,可望帶來高競爭力優勢。

目前新開發的鈣鈦礦太陽電池的轉換效率約為12%,模組轉換效率若能達到16%以上的話,將可望與多晶矽太陽電池相匹敵。因此今後在維持電池高耐久性的同時,研究團隊將進一步投入轉換效率提升技術的開發。


資料來源: https://news.yahoo.co.jp/articles/e37ce46866a6ccaeef3c9417774e3c3e04f99f17
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