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CdTe(碲化鎘)的優(yōu)勢(shì)與局限性

更新時(shí)間:2024-06-05      點(diǎn)擊次數(shù):351

硅太陽能電池是目前市場(chǎng)上最常見的太陽能電池,具有成熟的制造工藝和大規(guī)模生產(chǎn)能力。硅太陽能電池的效率不如 CdTe(碲化鎘),但在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過 26% 的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE);且硅太陽能電池需要較厚的材料來實(shí)現(xiàn)足夠的光吸收,這增加了制造成本。

而當(dāng)談到 CdTe太陽能電池時(shí),它具有一些明顯的優(yōu)勢(shì)和一些局限性。讓我們來看看這些方面:

優(yōu)勢(shì):

高光吸收系數(shù):CdTe 的光吸收系數(shù)非常高,只需薄薄的 CdTe 薄膜就能吸收大部分可見光,這有助于提高電池效率。

理想的帶隙匹配:CdTe 的帶隙寬度為 1.5 eV,與太陽光譜非常匹配,使其成為理想的光伏材料。

低材料成本:CdTe 薄膜相對(duì)于硅等材料來說成本較低,因?yàn)樗恍枰苌俚牟牧蟻順?gòu)建電池。

簡(jiǎn)單制造工藝:CdTe 太陽能電池的制造過程相對(duì)簡(jiǎn)單,有助于降低生產(chǎn)成本。

局限性:

晶體學(xué)缺陷:CdTe 薄膜是多晶的,相對(duì)于單晶材料,它具有更多的晶體學(xué)缺陷,這可能影響電池性能。

背電極接觸問題:CdTe 的高功函數(shù)使得與背電極的歐姆接觸變得困難。

載流子濃度低:CdTe 的載流子濃度較低,這可能限制電池的電流輸出。

穩(wěn)定性問題:摻雜元素的擴(kuò)散和其他因素可能影響 CdTe 太陽能電池的穩(wěn)定性。

盡管 CdTe 太陽能電池已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注并實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn),但其實(shí)驗(yàn)室研制的電池和商業(yè)化電池模塊的轉(zhuǎn)換效率仍然較低。依據(jù)印度研究,目前商業(yè)化電池模塊的轉(zhuǎn)換效率只有 11%。研究人員仍在努力解決其局限性,改進(jìn)的研究方向涵蓋了晶體制備、界面調(diào)控、材料工程和功能層設(shè)計(jì)等多個(gè)方面,以進(jìn)一步提高其性能并推動(dòng)其在市場(chǎng)上的應(yīng)用。

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