资本热捧、产线落地,钙钛矿即将成为新一代光伏电池革命的引领者?

这个诞生于2009年的新技术,仅用十年时间就完成了从技术发现到实验室转换效率突破25%的“壮举”,而晶体硅电池则用了足足六十余年。

作为第三代新型高效光伏电池技术,尽管钙钛矿电池产业仍处于从0-1阶段,但钙钛矿效率提升速度快且潜力大,诸多业内人士也十分看好钙钛矿的未来。

一、钙钛矿的庐山真面

钙钛矿是一种常见的晶体结构材料,因为分子结构式ABX3与矿物质钛酸钙CaTiO3相似而得名。

  • 从产品路线来看,钙钛矿电池可分为单结电池和叠层电池。单结钙钛矿电池指只有一个PN结的钙钛矿太阳能电池叠层电池包括全钙钛矿叠层,或者钙钛矿与晶硅叠层。
  • 从技术路线来看,目前钙钛矿-晶硅叠层电池最为接近产业化,其中与异质结叠层匹配度最好、效率最高。

不过,光伏界的普遍共识是,全钙钛矿叠层电池才是钙钛矿的终极方案。

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目前,光伏行业正处在TOPCon晶硅电池扩产高峰期,逐步向钙钛矿、晶硅叠层钙钛矿拓展阶段。钙钛矿电池以其高效率、低成本、制备工艺简单等特点,被认为是极具潜力的高效率低成本光伏技术之一,在未来的光伏发电技术中将占据重要的地位。

二、钙钛矿电池,前景可期

相比于传统晶硅电池,钙钛矿电池在材料用量、工艺温度、制备难易程度、环保、 初始投资额、生产成本等多方面具备优势。

资料显示,单结晶硅电池的理论极限效率约为29%,从实际情况来看,目前晶科能源182TOPCon电池转换效率约为26.4%;隆基绿能的P型HJT电池、无铟HJT电池目前的最高转换效率则达到26.56%、26.09%。

而钙钛光伏电池的单结理论效率可达31%;钙钛矿叠层电池,包括晶硅/钙钛矿的双结叠层转换效率可达35%,钙钛矿三结层电池理论效率可达45%以上,因此被业内认为有望成为下一代主流光伏技术。

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今年以来

钙钛矿电池在技术上不断取得重大突破

近日,首款钙钛矿/混合型BC(Hybrid BC)四端叠层太阳电池在光伏行业正式面世,转换效率33.94%,可以说是太阳电池界的一次技术大进步。

12月14日,协鑫光电宣布369mm×555mm钙钛矿叠层组件光电转换效率达到26.34%。而11月23日,协鑫光电刚产出“全球第一块真正意义上的钙钛矿叠层组件”——在279mm×370mm面积的同类型组件效率达到26.17%。

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不少业内人士认为,钙钛矿组件效率的再次提升,将为光伏电池的发展拓展更大空间。

不过钙钛矿电池存在一些需要攻克的难点。业内人士表示,与晶硅相比,钙钛矿的一个显著劣势是寿命短,目前理论上的使用寿命为5年至15年,低于晶硅电池25年的使用寿命。此外,钙钛矿模组还存在面积不同时效率不统一,钙钛矿材料和器件稳定性不足等问题。