鈣鈦礦電池好不好

鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)

鈣鈦礦太陽能電池由上到下分別為玻璃、FTO、電子傳輸層（ETM）、鈣鈦礦光敏層、空穴傳輸層（HTM）和金屬電極。

其中，電子傳輸層一般為致密的TiO2納米顆粒，以阻止鈣鈦礦層的載流子與FTO中的載流子復(fù)合。通過調(diào)控TiO2的形貌、元素?fù)诫s或使用其它的n型半導(dǎo)體材料如ZnO等手段來改善該層的導(dǎo)電能力，以提高電池的性能。目前報(bào)道的最高效率（～19.3%）的電池使用的即是釔摻雜的TiO2。

鈣鈦礦光敏層，多數(shù)情況下就是一層有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體薄膜。也有人使用的是有機(jī)金屬鹵化物填充的介孔結(jié)構(gòu)（TiO2、ZrO2和Al2O3骨架），或者兩者都存在，但沒有證據(jù)表明這種結(jié)構(gòu)有助于電池性能的提高。

空穴傳輸層，在染料敏化太陽能電池中，該層多為液態(tài)I3-/I-電解質(zhì)。由于CH3NH3PbI3在液態(tài)電解質(zhì)中不穩(wěn)定，使得電池穩(wěn)定性差，這也是早期的鈣鈦礦電池的主要問題。后來，Gr?tzel 等采用了如spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS等固態(tài)空穴傳輸材料，電池效率得到了極大提高，并具有良好的穩(wěn)定性。

特別地，鈣鈦礦還可以同時(shí)作為吸光和電子傳輸材料或者同時(shí)作為吸光和空穴傳輸材料。這樣，就可以制造不含HTM或ETM的鈣鈦礦太陽能電池。

鈣鈦礦電池的優(yōu)勢(shì)：

太陽能儲(chǔ)能電池的轉(zhuǎn)換效率發(fā)展速度快，6年時(shí)間從3.8%升到20.3%，而2013年十一月美國(guó)科學(xué)家在最新研究中發(fā)現(xiàn)，新式鈣鈦太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率或可高達(dá)50%，為目前市場(chǎng)上太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的2倍，這說明了它還有很大的發(fā)展?jié)摿?電池制作工藝簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)室中常采用液相沉積、氣相沉積工藝、液相/氣相混合沉積工藝;

電池發(fā)電成本低甚至有可能會(huì)比火力發(fā)電還低;

建筑一體化潛力鈣鈦礦型電池屬于薄膜電池，目前重要就是沉積在玻璃上，還可以通過控制各層材料的厚度和材質(zhì)來實(shí)現(xiàn)不同程度的透明度，當(dāng)然效率也會(huì)降低，不過這類應(yīng)用是值得嘗試的。例如牛津大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)可以做出半透光（灰褐色）的電池。假如將采光與發(fā)電融為一體的太陽能電池開發(fā)順利，有望成為高樓大廈幕墻裝飾、車輛有色玻璃貼膜等的替代品。

鈣鈦礦電池的劣勢(shì)：

材料有毒鈣鈦礦電池材料含有鉛，不過鉛跟其他類型電池含有的砷、鎵、碲、鎘相比，簡(jiǎn)直就是小巫見大巫。而美國(guó)西北大學(xué)也已研發(fā)出一種用錫代替鉛的鈣鈦礦太陽能電池，不過這種電池的轉(zhuǎn)換效率還只有6%，而且材料非常不穩(wěn)定，目前處于研發(fā)初級(jí)階段;

材料不穩(wěn)定鈣鈦礦中的鉛容易氧化使碘揮發(fā)，且當(dāng)晶體遇濕時(shí)則易分解。假如我們使用鈣鈦礦電池發(fā)電，它很有可能分解滲出流到屋頂或土壤中;

電池壽命不長(zhǎng)目前，壽命最長(zhǎng)的鈣鈦礦太陽能電池可達(dá)到1000小時(shí)，由華中科技大學(xué)和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院合作研發(fā)。而傳統(tǒng)晶硅電池壽命一般可達(dá)到25年，比鈣鈦礦電池長(zhǎng)得多。