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若钙钛矿衰减问题解决,不仅晶硅产业链重新洗牌,光伏将成为全球能源一哥!

日期:2020-08-24    来源:PV-SALON

国际太阳能光伏网

2020
08/24
08:57
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关键词: 太阳能电池板 硅料硅片 光伏组件

钙钛矿光伏电池效率与硅晶相当,或颠覆晶硅产业链

钙钛矿太阳能与有机太阳能都是备受看好的新兴太阳能技术,性能良好也比现有的太阳能电池更薄更轻,应用范围相当广泛,而现在它们的应用领域还扩至宇宙,科学家已经完成钙钛矿与有机太阳能的太空测试。

过去几十年来,硅晶太阳能一直都是太阳光电的龙头技术,再生能源成本之所以能与传统火力发电厂竞争,也是因为硅晶太阳能技术日益成熟、成本愈来愈低,但是科技日新月异、新人胜旧人,钙钛矿与有机太阳能或许可以把硅晶拉下市占冠冕宝座。

目前钙钛矿产电效能与晶硅太阳能相当,转换效率在十年间从 3% 跃升到 24% 左右,且钙钛矿太阳能在阳光下或是室内弱灯光照射下都可以发电;而有机太阳能的转换效率虽然不具优势,但是它有着轻薄、可挠且便宜的特点。

以制程技术来说,钙钛矿与有机太阳能也都有来源丰富、成本低廉优势,更可沉积在薄又可挠的基板与玻璃上,科学家能藉此特性制造出弯曲太阳能板,最终装设在曲面外墙、屋顶,甚至是汽车与衣服上。

德国慕尼黑工业大学(TUM)也发现,这两种太阳能技术可以朝太空发展,先前就团队将钙钛矿与有机太阳能装在探空火箭上,来个从瑞典北部到高度 240 公里的次轨道太空飞行(suborbital round trip)。

团队将一公斤的太阳能电池贴在铝板上,200 平方公尺贴好贴满,预计发电量可点亮 300 盏标准 100W 灯泡,实验也指出,这些又轻又薄的太阳能电池可以承受火箭发射冲击与太空飞行等极端条件,在 7 分钟将阳光转换成电力,来自 TUM 的资深作者 Peter Müller-Buschbaum 表示,在这项研究中,重点不是太阳能电池的转换效率,而是每单位面积发电量,也就是功率重量比(specific power,也称为比功率),而这些太阳能电池的功率重量比为每平方公分 7-14 毫瓦。

团队还发现,这些太阳能电池也可以吸收地表反射的漫射光,因此就算离太阳愈来愈远,还是可以发电,Müller 指出,这验证该电池能应用在深空飞行任务,这是现在的硅晶太阳能无法做到的。

▲2020年上海太阳能光伏展上的钙钛矿光伏组件

英企打造“最高效”太阳能电池板,发电量可提高近1/3

据英国《卫报》网站8月15日报道,到明年夏天,英国人的屋顶可能会装上突破性的太阳能电池板,使用近200年前被首次发现的一种晶体来帮助利用更多的太阳能。

一家位于牛津的太阳能技术公司希望在年底前开始制造世界上最高效的太阳能电池板,并在明年内成为第一家向公众出售这些太阳能电池板的公司。

报道称,牛津光伏太阳能公司称,通过给电池板涂上一薄层被称为钙钛矿的晶体材料,他们将下一代太阳能电池板的发电量较传统硅基太阳能电池板提高近1/3。

这一突破将带来自上世纪50年代太阳能技术问世以来太阳能发电领域的首次巨变。给传统太阳能电池涂上一薄层钙钛矿,就能提高其发电量,并降低清洁电力的总体成本,因为这种晶体能够吸收太阳光谱中的不同部分,性能优于传统的硅。

报道指出,通常,硅太阳能电池能够将最多约达22%的可用太阳能转化为电。但在2018年6月,牛津光伏太阳能公司生产的“硅上涂钙钛矿”太阳能电池板超过了性能最好的仅用硅的太阳能电池板,创下能将27.3%的可用太阳能转化为电的新纪录。

添加了钙钛矿涂层的太阳能电池板的外观也将有所不同。牛津光伏太阳能公司的电池板将呈黑色(而非传统硅电池板通常呈现出的蓝色),并与屋顶石板更好地融合在一起。


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