全球最高光電轉換效率之薄膜型鈣鈦礦太陽電池

 

刊登日期:2021/10/11
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日本東芝(TOSHIBA)發表新開發了一項可縮短薄膜型鈣鈦礦太陽電池生產製程的成膜法,並實現了世界最高的光電轉換效率,達到15.1%。東芝在2018年6月開發了世界最大尺寸(703 cm2)的鈣鈦礦太陽電池模組,而新成膜法則是在維持該尺寸規模的同時,將過去需要2階段的成膜製程縮短為1階段,並提升了能源轉換效率。

既有的2階段製程係在基板上塗佈碘化鉛(PbI2)後予以乾燥,再塗佈甲基碘化胺(Methylammonium Iodide; MAI),進而生成形成鈣鈦礦層之甲基三碘化鉛(MAPbI3)。但此方法有PbI2、MAI的未反應物殘留,以及製作過程較多、塗佈速度較慢等量產相關課題有待解決。

東芝的「1階段液面彎曲式塗佈(Meniscus Coating)」技術包含了將PbI2、MAI預先混合的MAPbI3油墨,以及新的乾燥製程與裝置,進而實現塗佈速度的高速化,達到每分鐘6公尺的目標量產速度。此外,由於實現了大面積的均一塗佈,因此以703cm2的大面積薄膜型鈣鈦礦太陽電池模組而言,達到世界最高的能源轉換效率15.1%。

為達到實用化目標,今後東芝計畫開發受光部位尺寸900 cm2的電池,並進一步改良鈣鈦礦層的材料,以期達到20%以上的光電轉換效率。一旦薄膜型太陽電池達到實用化,將可望適用於強度較差的屋頂或大樓窗戶等場所,進而有助於再生能源的擴大導入。


資料來源: https://www.global.toshiba/jp/technology/corporate/rdc/rd/topics/21/2109-01.html
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