新加坡科技研究局开发新型光伏材料,以提高电池性价比
责任编辑:马琪 作者:陈兆毓译 2017/10/25 15:12:45 浏览:1478 技术

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新技术较沉积法相比有几大优势,包括大面积涂层的均匀度更高,对有毒前体的依赖性较低。


过去几年,硅基太阳能电池的发电效率与日俱增,不少电池的转化效率已经达到了25%以上。然而,为了充分吸收阳光,硅片的厚度需达到300微米左右,其生产需要在1200摄氏度左右的高温下进行,这也意味着高昂的生产成本。碲化物虽然可以取代硅,价格也更加低廉,但是毒性很强,甚至可以致癌。


在这种情况下,新加坡科技研究局材料研究与工程部门的人员在Goutam Dalapati的带领下把目光放在了一种铜锌锡硫(CZTS)化合物上,这种化合物具有太阳能电池所需的光学和电学特性,并且原材料无毒、使用广泛,加工成本更低。


Dalapati说道:“CZTS是一种半导体化合物,吸收系数比硅更高,因此能比硅吸收更多的可见光并生产更多电力,而且非常适用于大型项目,如屋顶和太阳能农场。”


他表示,采用CZTS作为太阳能电池生产材料,有望使发电效率突破30%。不过,CZTS薄膜对纯度的要求极高,而且需要找到合适的材料充当中间层,置于CZTS底部帮助收集电荷。


CZTS薄膜的制造采用了四元溅射技术,把由CZTS制成的单一靶材料作为薄膜的沉积来源。


这种方法较沉积法有几大优势,包括大面积涂层的均匀度更高,对有毒前体的依赖性较低。


Dalapati解释道:“CZTS涂层的成分和结构特性取决于沉积过程和硫化作用。通过使用单靶溅射目标,可以得到一个均匀、平滑的涂层,从而减少瑕疵,且生产过程高度简化。”


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