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2030年805亿?钙钛矿电池技术迎商业化新挑战

日期:2022-08-02    来源:PV-Tech  作者:Sean Rai-Roche

国际太阳能光伏网

2022
08/02
13:38
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关键词: 钙钛矿电池 太阳能电池 光伏电池

未来十年,钙钛矿太阳电池渗透率将从0增长至30%。

设备投资方面,2022年-2030年,钙钛矿太阳电池单GW设备投资额从15亿,下降至5亿。浙商证券预计,至2030年,钙钛矿太阳电池设备市场空间约805亿元。

钙钛矿可单叠、双叠、与 HJT、TOPCon 等叠加,还可以向柔性光伏组件发展,方便与航空、军事、建筑、可穿戴式发电器件集成在一起,极大拓宽了应用场景。目前柔性钙钛矿太阳电池的最高光电转换效率已达21.7%

资料来源:CPIA、浙商证券

今年以来,钙钛矿太阳电池技术持续受到各界关注,部分投入公司取得新的进展,纤纳光电于7月28日举行了首批 α 组件的发货仪式;鑫磊鑫半导体1GW钙钛矿光伏组件产线开工;大正微纳 10MW 柔性钙钛矿光伏组件产线正式启动量产;此外,就连锂电龙头宁德时代也开启了跨界布局。

钙钛矿公司的最新进展带动了相关设备厂商的设备出货。以德沪涂膜、晟成光伏、众能光电、迈为股份、捷佳伟创为首的国产钙钛矿设备厂商全球竞争实力雄厚,部分设备产品已进入验收、出货、交付阶段。

钙钛矿电池“反向偏压”挑战 恐威胁其技术商业性

然而,钙钛矿技术要走向商业化还面临诸多调整。根据最新的一项研究,钙钛矿太阳电池容易受到传统硅电池之外的、严重的反向偏压的挑战,这可能会进一步阻碍这一技术的商业化。

新南威尔士大学悉尼分校的研究人员Dongchen Lan和Martin Green最近在《Joule》杂志上发表的一篇论文显示,在具有更高电流输出的电池的驱动下,组件中被遮蔽的钙钛矿电池会反向偏压运行。

这表明,钙钛矿电池 "可能面临硅电池之外的更多挑战",这些挑战可能会阻碍钙钛矿的潜在商业化。

研究人员表示,反向偏压可能是由组件表面的阴影、碎片或碎屑造成的

反向偏压是指太阳电池中产生的电子以错误的方向从阳极流向阴极,导致电流和产能大幅下降。

科学家们指出,缺乏对于钙钛矿太阳电池面临的反向偏压挑战的研究。""对于让钙钛矿成为商业现实而言,对这些反向偏压效应的进一步理解以及解决方案的改进是必要的。”

Lan和Green表示,经验表明,当电池出现反向偏压时,对现场组件的耐久性要求最高。

根据研究发现,研究人员提出了一些策略来缓解反向偏压问题。这些措施包括 "将一个既长又薄的电池组件细分为较小的串联/并联电池"。在电池显示容易受到瞬态阴影的影响后,薄膜制造商First Solar已为其组件采取了前述措施。

此外,另一种策略是在每个钙钛矿电池上提供旁路保护,而不是像大多数硅组件那样,为每20-24个电池提供一个旁路二极管,Lan和Green表示,这种策略是可行的,而且成本更低。

对于钙钛矿研究来说,今年将是忙碌的一年。过去两个月,研究人员表示,在25年的使用寿命内,硅基钙钛矿组件比传统的硅异质结(HJT)组件更环保,而其他研究人员则声称,硅基钙钛矿太阳电池的效率超过30%,创造了两项世界纪录。

6月,美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)透露,锡铅钙钛矿电池可以克服稳定性方面的问题,提升效率。他们的最新实验获得了25.5%的转换效率。

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