钙钛矿量子阱,钙钛矿为啥这么火?

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钙钛矿为啥这么火?

       钙钛矿被产业认为是极具潜力的下一代光伏材料,全球在钙钛矿光伏技术的的产业化进程中齐头并进;与传统晶硅太阳能电池相比,钙钛矿光伏电池的工艺简单,设备和制备成本更低,且有着极低的单位能耗,可以有效降低度电成本。

       目前钙钛矿太阳能电池尚在产业化初期,主要瓶颈在于长期稳定性和大面积制备工艺。

钙钛矿性能优缺点?

1)优点

钙钛矿最大的优点就是效率高。因为钙钛矿材料吸光性能远强于晶硅,能量转换过程损耗低,在室内或者弱光的条件下依旧可以实现高能量转换,所以近十年的时间钙钛矿电池转换效率飞速增长,完胜铜铟镓硒等薄膜电池。

第二个优点是成本低。低成本主要体现在原材料和加工两个环节,原材料储量丰富,且电池加工过程的环境和能耗均较晶硅低。其他优点还包括由于其可以制成彩色和半透明薄膜,可以实现不同的彩色效果,因此可以应用到BIPV上,应用更多样。

2)缺点

钙钛矿最大的缺点耐用性差。由于钙钛矿属于离子晶体材料,所以比晶硅脆弱且稳定性差,有易氧化和不耐高温等缺点,寿命短和衰减率高是其一直没有进入工业化的重要原因,因为需要额外支付其他成本提高其稳定性和耐用性。

其次是涂覆技术不成熟导致制造困难。因为涂覆技术不成熟,钙钛矿层没法均匀涂抹在设备表面,对器件性能有明显负面影响,需要提升喷涂工艺。

第三,虽然实验效率高,但实际转化效率可能低。因为普遍使用TCO(透明导电氧化物)薄膜收集电流,而此类材料的一些物理性质会造成光损失,且随着面积的增大愈发明显,这导致钙钛矿组件的效率会明显低于单体电池。

最后还有因为原材料元素含铅等有毒金属物而导致不环保。

一文读懂钙钛矿?

钙钛矿一般为立方体或八面体形状,具有光泽,浅色到棕色。它们可用于提炼钛、铌和稀土元素,但必须是大量聚集时才有开采价值。钙钛矿是指一类陶瓷氧化物,其分子通式为 ABO;此类氧化物最早被发现,是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTi)化合物,因此而得名。

钙钛矿的性能?

钙钛矿是一种具有与矿物钙钛氧化物(最早发现的钙钛矿晶体)相同的晶体结构的材料。通常,钙钛矿化合物具有化学式ABX 3,其中“ A”和“ B”代表阳离子,X是与两者键合的阴离子,大量不同的元素可以结合在一起形成钙钛矿结构。

利用这种成分的灵活性,科学家可以设计钙钛矿晶体,使其具有多种物理,光学和电学特性。钙钛矿晶体如今在超声波机器,存储芯片以及现在的太阳能电池中都可以找到。

钙钛矿的性质与应用?

钙钛矿是指一类陶瓷氧化物,其分子通式为 ABO;此类氧化物最早被发现,是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTi)化合物,因此而得名。由于此类化合物结构上有许多特性,在凝聚态物理方面应用及研究甚广,所以物理学家与化学家常以其分子公式中各化合物的比例(1:1:3)来简称之,因此又名“113结构”。呈立方体晶形。在立方体晶体常具平行晶棱的条纹,系高温变体转变为低温变体时产生聚片双晶的结果。

钙钛矿是以俄罗斯地质学Preosvik的名子命名的,其结构通常有简单钙钛矿结构、双钙钛矿结构和层状钙钛矿结构。简单钙钛矿化合物的化学通式是,其中X通常为半径较小的或,双钙钛矿结构( Double-Perovskite) 具有 组成通式,层状钙钛矿结构组成较复杂, 研究较多的是具有通式以及具有超导性质的和三方层状钙钛等。研究最多的是组成为的钙钛矿结构类型化合物。

组成为的钙钛矿结构类型化合物, 所属晶系主要有正交、立方、菱方、四方、单斜和三斜晶系.,A位离子通常是稀土或者碱土具有较大离子半径的金属元素,它与12个氧配位,形成最密立方堆积,主要起稳定钙钛矿结构的作用;B位一般为离子半径较小的元素(一般为过渡金属元素,如Mn、Co、Fe等),它与6个氧配位,占据立方密堆积中的八面体中心,由于其价态的多变性使其通常成为决定钙钛矿结构类型材料很多性质的主要组成部分。与简单氧化物相比,钙钛矿结构可以使一些元素以非正常价态存在,具有非化学计量比的氧,或使活性金属以混合价态存在,使固体呈现某些特殊性质。由于固体的性质与其催化活性密切相关,钙钛矿结构的特殊性使其在催化方面得到广泛应用。

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