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鈣鈦礦太陽能電池的優缺點

鈣鈦礦太陽能電池的優缺點可以歸納如下:

優點:

  1. 高轉換效率:鈣鈦礦太陽能電池的理論最高轉換效率可達31%,多結理論效率超過50%,遠高于晶硅的29.4%。這意味著在相同的表面積下,鈣鈦礦太陽能電池可以產生更多的電力,從而增加發電量并降低成本。

  2. 低成本

    • 鈣鈦礦電池的產業鏈相較于晶硅產業鏈大幅簡化,成本更低。

    • 生產鈣鈦礦組件單瓦能耗只有晶硅組件的1/10,單位產能投資額為晶硅電池的一半。

    • 鈣鈦礦組件單瓦總成本約為5到6毛錢,是晶硅極限成本的50%。

  3. 原材料豐富且成本低:鈣鈦礦電池的核心原材料豐富易得,供應不受限,相較晶硅原材料售價低廉。

  4. 制造工藝簡單且能耗低

    • 鈣鈦礦電池制造工藝簡單、可溶液制備,工藝溫度低,約100℃。

    • 而晶硅電池制備過程所需的最高工藝溫度超過600℃。

  5. 寬光譜吸收:鈣鈦礦材料具有寬吸收光譜,即使在弱光或室內照明條件下,也能有效地將陽光轉化為電能。

  6. 多功能應用:鈣鈦礦太陽能電池可以設計成柔性、輕質和半透明的,從而實現廣泛的應用,如集成到建筑材料、窗戶、車輛、可穿戴設備和便攜式電子產品等中。

非晶硅太陽能電池.jpg

缺點

  1. 壽命短(穩定性差)

    • 鈣鈦礦太陽能電池的T80壽命約為4000小時,其效率僅為初始值的80%,與目前主流光伏技術25年壽命相差甚遠。

    • 鈣鈦礦太陽能電池不穩定的原因主要有:吸濕性、熱不穩定性、離子遷移等,以及外部因素如紫外線、光照等。

  2. 大面積模塊效率問題:目前,鈣鈦礦太陽能電池大面積模塊的效率仍遠低于小面積,這是制約產業化的難題之一。

  3. 環境污染風險:含鉛鈣鈦礦存在環境污染風險,這也是產業化待解決的問題。

  4. 對環境敏感:溫度、濕度、光照、電路負載等因素都會導致鈣鈦礦的分解和電池效率的降低。

  5. 降解機制復雜:鈣鈦礦及其器件的降解機制非常復雜,領域內對這個過程并沒有非常清晰的認識,也沒有統一的量化標準,這對穩定性的研究是不利的。

綜上所述,鈣鈦礦太陽能電池以其高轉換效率、低成本和原材料豐富等優點在太陽能電池領域展現出顯著的發展潛力和應用前景。然而,其壽命短、大面積模塊效率問題和環境污染風險等缺點仍需進一步研究和解決。