能用在汽車上? 太陽能電池效率新突破
作者:佚名 標(biāo)簽:太陽能電池 新能源汽車 2017-10-18 15:09:48
3月28日,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)和日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)(NIMS)共同宣布,它們研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)面積(1cm²)鈣鈦礦型太陽能電池單元能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)可以超過18%,這就意味著太陽能電池發(fā)展即將進(jìn)入一個(gè)嶄新階段。
為什么說太陽能電池單元轉(zhuǎn)化效率超過18%就是一個(gè)新階段?首先我們要了解常見的晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率記錄,這是松下在2014年創(chuàng)下的25.6%,離大家公認(rèn)的26%極限已經(jīng)相差不遠(yuǎn)。但要達(dá)到這樣的轉(zhuǎn)化率,價(jià)格必然是較高的,這就意味著難以大量應(yīng)用到汽車量產(chǎn)上。
而鈣鈦礦型太陽能電池由較為低廉的原材料構(gòu)成,這就大幅度降低了制造成本,大面積推廣使用就不再是難題。那么鈣鈦礦是個(gè)什么東西呢?簡單來講鈣鈦礦形狀一般為立方體或八面體,具有淺色到棕色的光澤,應(yīng)用于提煉鈦、鈮和稀土元素等,但鈣鈦礦一般大面積聚集才有開采意義,小規(guī)模價(jià)值不大。
在鈣鈦礦電池研究中,兩家研發(fā)機(jī)構(gòu)為了提升太陽能的吸收效率,優(yōu)化了兩種陽離子混合比例。并且通過替代方式,將部分碘換成了溴元素,這就使得鈣鈦礦層大晶體顆粒缺陷減少,因而可以高效提取出應(yīng)太陽光照射而產(chǎn)生的電子和空穴,使短路電流密度提高到了21mA/cm²以上。
而且,優(yōu)化鈣鈦礦層、電子運(yùn)輸層、電子提取層等結(jié)構(gòu)之后,可以有效降低太陽能電池的電阻,使其填充因子提高2成左右。通過這些技術(shù)手段,標(biāo)準(zhǔn)面積的鈣鈦礦型太陽能電池轉(zhuǎn)化效率就可達(dá)到18.2%。這樣的轉(zhuǎn)化率加上制造價(jià)格低廉,因此更加適用在汽車能源上。
編輯點(diǎn)評(píng):說到新能源汽車,我們更多會(huì)想到混合動(dòng)力或者是純電動(dòng)汽車,這些都是插電式的設(shè)計(jì)。而采用燃料電池甚至是太陽能電池的新能源汽車,更多讓我們感覺是仍在試驗(yàn)的產(chǎn)物。采用鈣鈦礦電池的確能夠以更加安全的方式,促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展,雖然我們不知道什么時(shí)候才能真正用上。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來說,日本兩家研究機(jī)構(gòu)今后還會(huì)通過使用高性能材料、優(yōu)化電池構(gòu)造等方式,爭取在年內(nèi)將轉(zhuǎn)化效率提升至20%。不過新能源汽車的發(fā)展空間還有那么大,最終會(huì)變成怎樣,仍是未知之?dāng)?shù)。