历史价格会员

钙钛矿电池产业化前瞻:大面积组件量产仍是核心 或将在细分领域市场率先工程化应用

作为一项从0到1的工作,钙钛矿电池技术研发仍在稳步推进,凭借更短的生产流程、更佳的材料可获得性以及频频刷新的实验室转换效率,其潜力已经被越来越多的人所认可,不过作为下一代光伏电池的“头号种子”,钙钛矿何时能够迈入产业化发展,何时能够成为应用主流,仍有一些问题有待解决。

在12月14日举办的2023年光伏行业年度大会上,极电光能董事长于振瑞表示,钙钛矿产业化还需两大关键技术的突破,一是大面积下的效率提升,二是达成并验证25年寿命。同时多位从业人员均表示,钙钛矿要想彻底超越其他路线,其竞争力的建立在于何时突破“效率门槛”,并且要兼顾效率和稳定性,做到“稳效协同”,进一步地,如何探索出一条适合产业化的经济高效工艺路线同样重要。

追求“稳效协同”技术推进

“对于钙钛矿的转换效率,无论是小面积还是大面积,我觉得都不需要担心,无非是我们要慢慢等实验室里各项先进的技术转移到生产线上。”谈及钙钛矿技术产业化进展,杭州纤纳光电科技有限公司CEO姚冀众表示。

钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代薄膜电池的代表,包括纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型。

相比于晶硅电池,钙钛矿电池具有极限转换效率高、生产成本低、制备工艺简单、高柔性等优势,可以应用于光伏发电、LED等领域,发展前景广阔。理论极限上,单结钙钛矿电池理论最高转换效率要高于晶体硅太阳能电池达到31%,且价格为晶体硅的一半,而多结电池理论效率达45%。

随着晶硅技术瓶颈的愈发显现,钙钛矿电池技术备受关注,目前全球有4000+家机构,100多个国家都参与到钙钛矿的技术研发中来。其中国内就有包括三峡集团、纤纳光电、协鑫光电、极电光能、众能光电、万度光能、致晶科技等企业一直在进行各项研发测试。

不过,由于钙钛矿及电池器件各材料稳定性存在先天缺陷,各层材料之间的接触面对器件性能容易造成影响,从而造成组件在运行过程中寿命衰减。因此目前钙钛矿电池还处在一个从“小面积电池”到“大面积组件”慢慢进化的过程。

在构建钙钛矿电池成本、效率和寿命的三角中,成本和效率优势较为突出,延长使用寿命几乎是所有科研团队的主攻方向。不过有业内人士表示,在此过程中,部分研究机构数据“掺水”行为偶有发生。

姚冀众表示,不管是学术界还是产业链上,从业人士不能自欺欺人,追求的应当是二者兼顾(效率和稳定性),并且实现的路径也要做到可重复性。

产业化脚步正在靠近

对于钙钛矿产业化的焦点问题,于振瑞表示,钙钛矿产业化要求实现平方米级别以上高质量钙钛矿薄膜的高可靠沉积、其中涂布法制备钙钛矿的生长动力学研究很关键,而溶剂、添加剂工程是获得大晶粒、高覆盖度的高质量钙钛矿薄膜的关键技术。

好消息是,随着更多资源和研发力量的投入,横亘在钙钛矿产业化路上的一些焦点问题有了越来越多的解法。

例如,于振瑞在介绍钙钛矿产业化关键问题与解决方案时就表示,目前进一步提升钙钛矿电池效率和稳定性的策略,包括但不限于MA-free的组分优化、溶剂工程控制可迁移离子浓度、晶界钝化、阻断离子迁移通道以及膜层间的应力管理等。

而极电光能曾于12月5日宣布,经国际权威检测机构JET认证,极电光能研发的810.1cm²大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到19.5%。成为该公司继今年6月以18.6%稳态效率打破日本松下保持3年之久的世界纪录之后,再次刷新最大尺寸钙钛矿组件效率纪录。

与此同时,12月14日,协鑫光电也发布消息称,其推出的369mm×555mm钙钛矿叠层组件光电转换效率达到26.34%,由中国计量科学研究院进行权威认证并出具正式测试报告。

该叠层组件较协鑫光电此前宣布的279mm×370mm钙钛矿叠层组件面积扩大一倍。

广东脉络能源科技有限公司工艺总监张翠苓表示,针对大面积组件的制备工艺,一方面要关注钙钛矿成膜从小到大过程中的结晶动力学调控问题,另一方面则要关注钙钛矿集成过程中的高质量互联,而针对不同方案的有效性,公司也在开发各种改善策略,部分尝试取得了积极效果。

“钙钛矿光伏作为一项新技术,还需要不断的工艺优化、工程检验,而随着技术渐趋成熟,产业化和市场化的脚步会越来越近。”华能清能院光伏技术部副主任赵志国在研讨会上表示,“未来钙钛矿光伏技术和晶硅光伏技术会在相当长的一个时期共存,或相互结合或相互补充,而钙钛矿在某些细分领域市场中可能率先进行工程化应用。”

SMM在线问答访问TA的主页

上海有色网资讯中心,在线回答您的提问!

SMM在线问答
微信二维码今日有色
微信二维码

微信扫一扫关注

下载app掌上有色
掌上有色

掌上有色下载

返回顶部返回顶部