半透明钙钛矿电池性能的模拟文献综述
2020-06-09 22:41:22
文 献 综 述 近年来,随着科技的发展和煤、石油等化石燃料的不断使用,环境问题以及能源问题正逐渐成为一个制约国家乃至整个人类社会进步的瓶颈。
自然而然地,人们把目光集中在了绿色环保且近乎用之不竭的太阳能上,太阳能光伏产业得到了迅速发展。
硅光伏太阳能电池一直处于领先地位。
而钙钛矿太阳能电池领域,原来只是一个不受重视的方向,然而自2009年以来[1] ,尤其在2012年底这段时间经历了迅速的发展,其效率从3.8%迅速增长到22%(2016)[2,3,4] ,已经比商业设备和家用太阳能系统中的多晶硅太阳能电池的效率提升了10%左右。
截止到2016年,钙钛矿太阳能电池的效率基本稳定在了20%,在短短7年内增长到原来的5倍,而在过去的两年中近乎翻番。
并且,其在近几年突破了大规模制造等方面的问题,基本上具备了在商业上使用的可能性。
图1.钙钛矿太阳能电池近7年光电转换效率 用钙钛矿取代硅制造高效太阳能电池的技术,有希望同时解决硅太阳能电池面临的3大问题: (1)硅光伏(PV)电池是用一种在自然界极少以单质形式存在的材料制造的,而钙钛矿却可以方便获得,成本更为低廉,而生产过程的碳排放量少,更为环保。
(2)硅材质坚硬缺乏柔性,而且重量大;而钙钛矿太阳能电池可以以薄膜的形式沉积在任何形状的表面上,产生的薄膜重量十分轻。
(3)可以投入使用的硅光伏能量转换效率较低,而钙钛矿太阳能电池的效率超过了20%。
1.钙钛矿材料及其特性 钙钛矿是指CaTiO3,属于立方晶系的氧化物。