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钙钛矿组件效率突破18%,未来想象空间巨大!

日期:2020-01-15    来源:智汇光伏

国际太阳能光伏网

2020
01/15
08:27
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关键词: 钙钛矿 光伏组件 光伏技术 太阳能技术

从目前的数据来看,钙钛矿的理论效率高、效率提升快、价格便宜。1)目前,已认证的钙钛矿电池的转换效率为25.2%,很接近HJT叠加IBC电池26.63%的效率记录;2)钙钛矿非常适合做成叠层电池。钙钛矿-硅串联电池的理论效率极限为43%,全钙钛矿串联为39%。3)小尺寸钙钛矿组件的转换效率,3年提升近3%,已经达到18.04%(相当于60片晶硅组件295W)。4)大尺寸钙钛矿组件的转换效率已经达到16.1%(相当于60片晶硅组件265W),3个月提升4.12%。5)产能扩大到1GW以上时,钙钛矿组件的制造成本还将进一步下降到每瓦0.7元左右,比目前晶硅组件的一半还低,系统成本降低到2.5元/W以内。

可见,无论是实验室效率,还是大尺寸或小尺寸的组件,钙钛矿的转换效率提升都非常迅速。同时,目前认证的最高效率接近HJT叠加IBC的效率;如果叠加晶硅电池,理论极限甚至可达到43%。最重要的是便宜,如果产能到1GW以上,钙钛矿的成本仅有0.7元/W,是目前晶硅组件的一半还低。

综上所述,钙钛矿太阳能电池成为下一代高效低成本光伏技术的潜力候选者。

一、小尺寸组件:效率突破18%

近日,纤纳光电宣布,公司自主研发的钙钛矿组件,在面积为19.276cm²的小组件上,光电转换效率突破18%。

从上图可以看出,2017年2月到2019年12月,在不足3年的时间里,钙钛矿小尺寸组件的效率从15.2%提高到18.04%,提升了近3%,进步非常迅速。

二、大尺寸组件:效率3个月提升4%

大尺寸钙钛矿组件的转换效率提高更快,3个月提升4.12%,如下图所示。

 

2019年8月,杭州纤纳光电科技有限公司创造了钙钛矿商业化大组件效率新世界纪录:11.98%;

2019年10月,纤纳光电的商业化组件(200-800cm²)效率再创新高,通过权威效率检测机构ESTI的严格检测,在200-800cm²级别的组件面积上获得14.24%的光电转换效率。

2019年11月,日本松下公司的钙钛矿组件效率创新高,在800-6500cm²级别的组件面积上获得16.1%的光电转换效率,刷新世界记录!

大尺寸钙钛矿组件的效率提升如此之快,给未来的发展前景提供了很大的想象空间。

三、实验室效率、叠层组件理论效率高!

目前,认证的钙钛矿太阳能电池转换效率已经达到25.2%。在30%相对湿度的室温条件下储存一月后,无封装的电池器件仍然能保持初始PCE的90%。钙钛矿的效率正在逐渐接近HJT叠加IBC电池26.63%的效率记录。

同时,钙钛矿还可以与现有的晶硅电池一起横叠层电池。在文件Two-Terminal Perovskites Tandem Solar Cells: Recent Advances and Perspectives (DOI: 10.1002/solr.201900080)中介绍,

钙钛矿-硅串联电池的理论效率极限为43%,全钙钛矿串联为39%,因此仍有充足的空间进行进一步改善。

四、最重要的是:足够便宜!

2019年2月,协鑫集团旗下的苏州协鑫纳米科技有限公司(简称协鑫纳米)发布了其在钙钛矿光伏组件技术方面的突破性进展。协鑫纳米已经率先建成10MW级别大面积钙钛矿组件中试生产线,制造的钙钛矿光伏组件尺寸为45cm*65cm,光电转化效率达到15.3%。

图:协鑫纳米的钙钛矿组件
       
      正在建设中的100MW量产生产线,将把组件面积扩大至1m*2m,组件光电转化效率将提高至18%以上,计划于2020年实现钙钛矿光伏组件的商业化生产。

在现有的工艺条件下,100MW量产线制造的钙钛矿光伏组件的制造成本预计将低于1元/W。当产能扩大到1GW以上时,钙钛矿组件的制造成本还将进一步下降到每瓦0.7元左右,系统成本降低到2.5元/W以内。

由于钙钛矿转换效率进步快、效率极限高、价格便宜,因此钙钛矿太阳能电池成为下一代高效低成本光伏技术的潜力候选者。

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