CdTe(碲化镉)的优势与局限性

更新时间:2024-06-05      点击次数:112

硅太阳能电池是目前市场上最常见的太阳能电池,具有成熟的制造工艺和大规模生产能力。硅太阳能电池的效率不如 CdTe(碲化镉),但在实验室规模上已经实现了超过 26% 的功率转换效率(PCE);且硅太阳能电池需要较厚的材料来实现足够的光吸收,这增加了制造成本。

而当谈到 CdTe太阳能电池时,它具有一些明显的优势和一些局限性。让我们来看看这些方面:

优势:

高光吸收系数:CdTe 的光吸收系数非常高,只需薄薄的 CdTe 薄膜就能吸收大部分可见光,这有助于提高电池效率。

理想的带隙匹配:CdTe 的带隙宽度为 1.5 eV,与太阳光谱非常匹配,使其成为理想的光伏材料。

低材料成本:CdTe 薄膜相对于硅等材料来说成本较低,因为它只需要很少的材料来构建电池。

简单制造工艺:CdTe 太阳能电池的制造过程相对简单,有助于降低生产成本。

局限性:

晶体学缺陷:CdTe 薄膜是多晶的,相对于单晶材料,它具有更多的晶体学缺陷,这可能影响电池性能。

背电极接触问题:CdTe 的高功函数使得与背电极的欧姆接触变得困难。

载流子浓度低:CdTe 的载流子浓度较低,这可能限制电池的电流输出。

稳定性问题:掺杂元素的扩散和其他因素可能影响 CdTe 太阳能电池的稳定性。

尽管 CdTe 太阳能电池已经引起了广泛关注并实现了规模化生产,但其实验室研制的电池和商业化电池模块的转换效率仍然较低。依据印度研究,目前商业化电池模块的转换效率只有 11%。研究人员仍在努力解决其局限性,改进的研究方向涵盖了晶体制备、界面调控、材料工程和功能层设计等多个方面,以进一步提高其性能并推动其在市场上的应用。

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