碳電極克服鈣鈦礦光伏商業化的關鍵障礙
重點摘要
- 碳電極鈣鈦礦太陽能電池允許更簡單的製造，但有效率一直較低的問題。
- 2023年，多個團隊的碳電極電池效率超過20%，這是關鍵里程碑。
- 碳電極允許打印電池層，更容易擴大生產規模和降低成本。
- 效率和穩定性的提高正在克服之前的商業化障礙。
- 碳電極現在被視為通往可負擔的、穩定的鈣鈦礦太陽能組件的有前途道路。
碳電極鈣鈦礦太陽能電池正在逐漸走向商業化。與金屬電極相比，碳電極背部接觸的鈣鈦礦太陽能電池允許更簡單、更低溫度的製造過程，步驟更少。這有助於確保穩定性。但是，過去碳電極電池的功率轉換效率遠低於金屬電極電池，限制了其採用。
最近，幾個研究小組的碳電極鈣鈦礦太陽能電池在實驗室測試中達到了20%以上的效率。20%的效率里程碑被視為商業化的關鍵。2023年2月，有團隊在Nature Energy發表研究，碳電極鈣鈦礦太陽能電池在小面積裝置達到21.2%的效率，微小組件達到19.6%的效率，在4,390小時嚴苛穩定性測試後保持90%的性能。6月，在ACS Energy Letters上，美國國家可再生能源實驗室(NREL)開發了一種低成本的真空免烘烤的雙層石墨和Bi-In合金電極，實現了21.0%效率的鈣鈦礦太陽能電池。中國研究人員也開發出達20.8%的效率，也有另一個團隊開發出室內碳電極電池效率超過30%。
專家們認為碳電極是通往低成本、穩定鈣鈦礦太陽能組件的有前途道路。許多公司和研究小組正在探索這項技術，包括Solaronix、Saule Technologies、Rayleigh Solar Tech和Greatcell Solar Italia。打印大部分或全部電池層的能力允許更容易擴大製造規模和降低資本成本。隨著效率和穩定性的提高，商業化障礙正在被克服。
關鍵字：perovskite, solar cell
研究團隊在Nature Energy發表達到21.2%的效率 (https://doi.org/10.1038/s41560-023-01205-y)
NREL研究團隊在ACS Energy Letters發表達到21.0%的效率 (https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c00852)
