美國科學(xué)家在鈣鈦礦太陽能電池中發(fā)現(xiàn)了一種新的“反摻雜”工藝，可以降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)出更好的設(shè)備。他們用這種方法制造了一個(gè)效率為17.8%的微型模塊。

鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)取得了長足的進(jìn)步，但仍有很多問題要解決，以支持大規(guī)模生產(chǎn)。

北卡羅來納大學(xué)(UNC)的科學(xué)家說，其中一個(gè)問題是鈣鈦礦經(jīng)歷的退火(加熱和緩慢冷卻)過程。許多制造過程耗時(shí)過長，成為大規(guī)模生產(chǎn)的一大瓶頸。

北卡大學(xué)的科學(xué)家估計(jì)，要想讓長時(shí)間的退火時(shí)間跟上鈣鈦礦薄膜的生產(chǎn)速度，制造商要一個(gè)500米長的烤箱。

北卡羅萊納大學(xué)的科學(xué)家們表示，在100攝氏度的溫度下，將這種退火過程減少到3分鐘，實(shí)際上可以獲得更好的性能。

研究小組將此歸因于鈣鈦礦內(nèi)部一種之前未知的反摻雜過程，這最終導(dǎo)致了更低的重組損失和更好的效率。

該小組利用葉片涂層工藝制備了鈣鈦礦(甲基銨碘化鉛)器件，并比較了分別退火了3分鐘和20分鐘的相同器件。兩種設(shè)備最初都記錄了1.14V的開路電壓，但在黑暗中老化20天后，3分鐘的設(shè)備新增到1.20V，而20分鐘的設(shè)備略微下降到1.13V。

通過對(duì)兩個(gè)裝置的檢測(cè)，研究小組發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過退火的較短的裝置中，“反摻雜”過程在起用途，而在較長的裝置中則沒有?！岸掏嘶鹛幚肀３至蒜}鈦礦的化學(xué)成分，并允許一個(gè)顯著的自發(fā)反摻雜過程，”研究人員說。經(jīng)過常規(guī)長時(shí)間退火處理的鈣鈦礦膜中不存在這種現(xiàn)象。

最近發(fā)表在《焦耳》上的高效太陽能組件的短退火引起的鈣鈦礦的低自摻雜中描述了反摻雜過程。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，類似的效應(yīng)也存在于銫基和甲酰胺基鈣鈦礦中。

光伏正在全球范圍內(nèi)改革能源結(jié)構(gòu)。鈣鈦礦太陽能電池作為一種新興的光伏技術(shù)，由于其高的太陽能到電力轉(zhuǎn)換效率和解決方法可加工性而顯示出巨大的潛力。

但是，鈣鈦礦型太陽能電池在進(jìn)入市場(chǎng)并與包括硅，碲化鎘和硒化銅銦鎵的傳統(tǒng)光伏技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)之前，要同時(shí)實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的制造，成本效益、高性能、高效和穩(wěn)定。

據(jù)小組分析，繼續(xù)完成設(shè)備顯示的過程以及鈣鈦礦的電影，所以研究人員認(rèn)為，在商業(yè)空間中，制造商可以利用儲(chǔ)能和運(yùn)輸周期的后期制作模塊達(dá)到最高效率，同時(shí)新增吞吐量和消除在生產(chǎn)一個(gè)昂貴的加熱階段。