項目簡(jiǎn)介:
鈣鈦礦電池作為光伏領(lǐng)域的新型薄膜電池,在短短幾年內,其效率已達到22.7%,獲得了國內外的廣泛關(guān)注。并且憑借輕質(zhì)、柔性、弱光敏感以及可多種技術(shù)加工的方法實(shí)現大面積制備等優(yōu)點(diǎn)迅速崛起,在日常生活、高新技術(shù)、國防軍工等各個(gè)領(lǐng)域都顯現出廣泛的應用前景,尤其是便攜式、柔性及消費電子領(lǐng)域,如帳篷、背包、光伏建筑一體化以及飛艇、野外裝備等軍民融合領(lǐng)域,已初步具備了商業(yè)化的潛力。
本項目與陜西師范大學(xué)合作,共同研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權制備鈣鈦礦薄膜的新方法(柔性真空交替沉積法、真空雙無(wú)機前驅體共蒸發(fā)法等)。獲得如下成果:
(1)使平面型電池效率(美國Newport認證效率)大幅提升至21.5%,是該類(lèi)型電池的世界最高效率,而且電池在大氣環(huán)境放置兩年后效率仍然高達17.85%。
(2)在室溫條件下,制備的柔性鈣鈦礦電池,2015年電池效率達到15.07%,突破了當時(shí)的世界紀錄,通過(guò)改進(jìn)界面修飾,研制的平面型鈣鈦礦電池效率達到19.6%以上,柔性電池效率達到18.4%,再次突破當時(shí)的國際最高效率。
(3)發(fā)展了升溫析晶法快速制備大尺寸鈣鈦礦單晶及切割方法,在短時(shí)間內獲得大尺寸優(yōu)質(zhì)單晶體。并制備出超低缺陷態(tài)密度和高載流子壽命的超大單晶體(>120mm)。
4.創(chuàng )建了高性能大尺寸鈣鈦礦單晶制備、單晶薄片及光電器件制備技術(shù)。創(chuàng )建了厚度和形狀可控的直接生長(cháng)大面積超薄鈣鈦礦單晶片方法。
5.通過(guò)開(kāi)發(fā)新技術(shù)獲得了優(yōu)良穩定性的大尺寸鈣鈦礦單晶。首次制備了鈣鈦礦單晶光電器件,光探測響應速度較微晶薄膜器件提高了200倍,且穩定性得到了顯著(zhù)提高。
目前本組結合產(chǎn)業(yè)化的需求,主要致力于在PET襯底上大面積(寬度16cm,長(cháng)度20m)柔性鈣鈦礦電池的開(kāi)發(fā)研究。