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太阳能电池有哪些基本特性?钙钛矿太阳能电池有哪些优缺点?

来源: 21ic
2021-03-18
类别:基础知识
eye 25
文章创建人 拍明

原标题:太阳能电池有哪些基本特性?钙钛矿太阳能电池有哪些优缺点?

太阳能电池是将光能转换成电能的器件,其基本特性主要包括以下几点:

  1. 光谱特性:太阳能电池对不同波长的光有不同的响应,其转换效率与入射光的波长密切相关。

  2. 光照特性:光照强度对太阳能电池的输出功率有直接影响。在光照增强时,太阳能电池的输出电流会增大,但输出电压变化不大,因此总输出功率也会增加。

  3. 温度特性:太阳能电池的工作温度对其性能有一定影响。随着温度的升高,太阳能电池的开路电压会下降,短路电流会略有增加,但总体转换效率会降低。

钙钛矿太阳能电池作为太阳能电池的一种,具有一系列显著的优点,但同时也存在一些缺点。

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优点

  1. 高能量转换效率:钙钛矿太阳能电池的能量转换效率非常高,目前实验室中的转化效率已经可以达到25.7%,接近晶硅太阳能电池的最高转化效率26.7%。

  2. 低成本:钙钛矿电池的制造成本相对较低,每平方英尺成本约为0.25美元,约为硅电池的十分之一。这主要得益于钙钛矿材料原料丰富、无稀有金属,且可以通过溶液制备,制造工艺简单,不需要昂贵的真空设备,且工艺温度较低(约100℃)。

  3. 弱光效率高:在阴天弱光的条件下,钙钛矿材料不仅可以吸收短波光,还可以将能量转化效率保持在相对稳定的状态。

  4. 可制备半透明柔性电池组件:钙钛矿电池通过采用透明柔性基板,可以制备出半透明柔性电池组件,这种柔性电池组件可以应用于玻璃幕墙、可穿戴制品等非常规化的新型应用领域。

缺点

  1. 稳定性较差:钙钛矿太阳能电池在实际应用中,稳定性较差,易受热、潮湿等因素影响,容易发生性能下降,从而影响其使用寿命。

  2. 大面积应用时的效率损失:从实验室的小面积扩展到实际应用场景中的大面积,是钙钛矿电池商业化需要面临的一个严峻挑战。大面积制备钙钛矿电池时,制作出尺寸较大、连续、均匀的钙钛矿涂层比较困难。光阳极TCO薄膜收集电流具有微小电阻,面积较大时其电阻率将变得更加明显,导致效率降低。

  3. 环保问题:钙钛矿太阳能电池材料中的铅离子(二价)可能对环境和健康构成风险。虽然目前已有物理封装和化学吸收等方法来减轻潜在铅泄漏的影响,但仍需进一步关注其环保性。

综上所述,钙钛矿太阳能电池具有高能量转换效率、低成本和易制备、弱光效率高以及可制备半透明柔性电池组件等优点,但其稳定性、大面积应用时的效率损失以及环保问题等方面仍需进一步改进和优化。


责任编辑:David

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标签: 太阳能电池

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