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“太陽能之父”馬丁·格林:鈣钛礦光伏材料面臨兩大難題制約
上传时间:2019年09月29日 10:47:43

9月4日,由悉尼新南威爾士大學(UNSWSydney)、中國科學院科技戰略咨詢研究院(CASISD)和自然科研(NatureResearch)聯合舉辦的第二屆中澳科學未來會議在北京舉辦。會議間隙,被譽爲“太陽能之父”的馬丁·格林教授圍繞鈣钛礦光伏材料的發展現狀接受了記者的采訪。


马丁·格林教授在悉尼新南威尔士大学组建的研究团队,是国际上在光伏研究领域最大、最知名的高校研究团队,并发明了目前已成为主要商业電池的PERC電池。


據了解,鈣钛礦材料2009年首次應用于光伏發電,由于其優異的光學、電學性質,以及易于合成、成本低廉、原料豐富等優勢,激發了全世界對該領域的科研熱情。


今年以来,钙钛矿太阳能電池正成为风险投资关注的焦点。


3月15日,中國第一大風機制造商金風科技宣布,以戰略投資者身份領投英國鈣钛礦太陽能發電公司牛津光伏有限公司(OxfordPVTM)D輪融資,投資金額2100萬英鎊。


4月26日,长江三峡集团旗下三峡资本联合中国三峡新能源与杭州纤纳光电科技有限公司宣布,三峡资本以战略投资者身份注资纤纳光电,投资金额5000万人民币。这家成立不足4年的公司,目前是全球钙钛矿太阳能組件光电转换效率的世界纪录的保持者。


“钙钛矿技术属于第三代光伏技术,目前确确实实引起了学术界和产业界的注意,但其面临两大主要难题:不稳定性和毒性。”格林教授告诉记者,“钙钛矿材料里含有铅等重金属,由于能够溶于水,很容易扩散到周围环境中,对环境和人身造成损害。如果没有妥善解决毒性问题,钙钛矿電池依然难以进入商用市场。”


据了解,标准的晶硅板包含两种毒性物质,分别是铅和氟。格林教授介绍称,和電池连接的金属材料里含有少量铅,另外在組件背板上的一些塑料里会有氟,这些氟比较稳固,不易被分解。但是目前使用不含铅或氟的材料都是有可能的。


“因此,在棄置鈣钛礦材料時需要對其進行特別的處理,從而預防它材料裏面含有的鉛泄漏到周邊環境中。”


雖然目前鈣钛礦材料面臨穩定性不足、有一定毒性、難以大面積應用等短板,但格林教授表示,鈣钛礦材料能夠疊加在矽晶片上提升效率,在這個層面上是一種接近完美的技術。


“因此更要致力于破解钙钛矿的稳定性和毒性问题,很多制造商向市场保证25年到30年的使用寿命,然而,不稳定的組件是不能适应市场和投资需求的。另外,很多制造商不希望在組件里使用有毒材料,太阳能光伏产业的发展非常迅速,有毒材料的大规模应用会对未来产业的发展带来问题。”


據了解,除了鈣钛礦,格林教授表示自己的實驗室也正在嘗試其他光伏材料。


“將一些金屬、非金屬的材料以一定比例進行結合的話,也可以生産出不同的半導體材料,我們正在研究一些由金屬、非金屬材料混合而成,且和矽有類似性能的材料。其中一種包含了銅、鋅、錫和硫四種物質,通過將它們以適當的比例進行混和,能夠生産出比較好的半導體産品。”


據格林教授介紹,其優勢是第一是沒有毒性,第二材料比較豐富,儲備也比較多。目前悉尼新南威爾士大學研究的這類材料轉換效率刷新了世界紀錄,大約是11%,希望未來將效率提升到20%,以實現商業化應用。


  http://guangfu.bjx.com.cn/news/20190918/1007771來源:中國能源報

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