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穩定性提升 鈣鈦礦太陽能電池應用更寬廣
 

【CTIMES/SmartAuto 報導】   2020年05月26日 星期二

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光電協進會(PIDA)今日指出,具有高單位重量-功率比的鈣鈦礦太陽能電池具有極大的潛力,可用於一些惡劣環境,像是人造衛星或高空偽衛星等航太應用,後者是僅由太陽能提供動力、通常在平流層中飛行的無人飛機,那裡的壓力、溫度與光照條件與地球表面的條件差異很大,在那樣的環境中,鈣鈦礦太陽能電池的性能是否能夠維持穩定是個問題。

PIDA產業分析師郭燦輝表示,根據英國大學的研究顯示,在溫度與照度受控的條件下測量,發現鈣鈦礦太陽能電池可以在?50°C至+20°C的溫度範圍內工作,在?20°C時具有最大的功率轉換效率,非常適合在平流層中使用,藉由有效的封裝方式,避免在近乎真空下太陽能電池晶格會加速分解,使得未來鈣鈦礦太陽能電池在應用於惡劣環境下具有優勢。

另外,由澳洲科學家開發的鈣鈦礦太陽能電池已經過一系列的高溫與濕氣測試,克服了一些阻礙該技術商業化的挑戰。而且科學家利用簡單的低成本聚合物與玻璃的組合,成功地抑制了鈣鈦礦晶格的分解。由澳洲UNSW領導並與雪梨大學合作的科學家團隊聲稱已成功地開發耐用的鈣鈦礦太陽能電池,在邁向商業化的重要一步中,該團隊宣布其鈣鈦礦已通過了IEC的濕氣與熱度的嚴格測試標準。

光電協進會指出,科學家們開發金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池,其功率轉換效率在短短10年內從3.8%提高到25.2%。相較下,科學家花了大約40年的時間才將矽電池的轉換校率提高到26.7%。而據雪梨大學的Anita Ho-Baillie教授表示,這種鈣鈦礦太陽能電池非常便宜,比矽薄500倍,因此具有靈活性和超輕量,而且它們還具有相當高的太陽能轉化率。

然而,未受保護的鈣鈦礦太陽能電池不具有矽基太陽能電池的耐久性,因此它們在商業上尚不可行。為了脫離實驗室,鈣鈦礦需要承受由濕氣,熱量和光線造成的長期環境壓力。而該團隊已經證明可大幅改善它們的熱穩定性。

該團隊利用氣相色譜-質譜(GC-MS)來鑑定太陽能電池,發現用簡單和低成本的聚異丁烯(合成橡膠)基或聚烯烴基聚合物──加上與玻璃組合封裝的有機-無機鈣鈦礦太陽能電池具有優異的耐久性,首次完成超過1800小時的濕熱測試和75次30次濕度凍結測試的循環,這已超過IEC61215:2016標準的要求。

根據該團隊表示,由於在嚴苛的IEC標準環境測試條件下鈣鈦礦太陽能電池仍能保持穩定,不僅讓業界對於鈣鈦礦太陽能電池的耐久性刮目相看,也開啟了更寬廣的應用可能。

關鍵字: 太陽能  PIDA 
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