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钙钛矿太阳能电池(钙钛矿太阳能电池最新消息)

1、钙钛矿太阳能电池效率

今年4月,阿卜杜拉国王科技大学的钙钛矿/晶硅串联太阳能电池转换效率33.2%。两个月的时间里,该校再次创造钙钛矿/晶硅串联太阳能电池的世界纪录,转换效率达33.7%。

阿卜杜拉国王科技大学宣布,其钙钛矿/晶硅串联太阳能电池光电转换效率达33.7%,再次创造了钙钛矿/晶硅串联太阳能电池的世界纪录。

钙钛矿/晶硅串联太阳能电池转换效率继续提升。沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)日前公布,其钙钛矿/晶硅串联太阳能电池光电转换效率达33.7%。

2、钙钛矿太阳能电池优缺点

阿卜杜拉国王科技大学教授埃尔坎·艾登(Erkan Aydin)在领英上表示,“在两个月的时间里,我们再次创造了钙钛矿/晶硅串联太阳能电池的世界纪录!通过我们最新的更新,钙钛矿/晶硅串联太阳能电池已达到令人印象深刻的33.7%的认证功率转换效率,超过了我们之前33.2%的里程碑。我们希望我们的新成就将有助于加速绿色能源转型。”

据《光伏杂志》(PV Magazine)报道,欧洲太阳能测试装置(ESTI)对该结果进行了认证,证实了阿卜杜拉国王科技大学新型钙钛矿/晶硅串联太阳能电池的新成果,1平方厘米电池器件开路电压为1.974V,短路电流密度为20.99mA/c㎡。

2022年8月,阿卜杜拉国王科技大学宣布单片钙钛矿/晶硅串联光伏器件的效率为26.2%。今年1月,阿卜杜拉国王科技大学的钙钛矿/晶硅串联太阳能电池的转换效率为28.1%。今年4月,阿卜杜拉国王科技大学的钙钛矿/晶硅串联太阳能电池转换效率33.2%。

3、钙钛矿太阳能电池结构

钙钛矿(Perovskite)已有180多年历史,最初它是指一种由无机物钛酸钙(CaTiO?)组成的矿物。1839年,在欧亚两洲的分界线乌拉尔山脉,柏林大学矿物学家古斯塔夫斯·罗斯(Gustavus Rose)发现了这种天然矿物,他以俄罗斯贵族、矿物学家列夫·佩洛夫斯基(Lev Perovski)的名字为这种物质命名。但在光伏领域,“钙钛矿”并非指一种特定材料,而是指具有ABX?结构的化合物家族,A位通常代表有机阳离子,B位为金属铅离子Pb2+,而X位为卤素阴离子,由这些化合物组成的材料家族被称为“钙钛矿”材料。这是一种人工设计的材料,材料配方选择灵活,带隙可调。

钙钛矿对光的吸收能力强,光谱吸收范围广,即使在室内等弱光条件下,钙钛矿仍能保持较高的光电转换效率。钙钛矿太阳能电池是一种“三明治”结构的新型光伏电池,这种新型光伏电池与传统晶硅电池相比,不但具有弱光性能好、质量轻等特性,还可拓展应用于柔性光伏和半透明光伏领域。

从研发和产业化的主流技术路线来看,目前钙钛矿电池主要有单结钙钛矿电池和叠层钙钛矿电池。其中,单结钙钛矿电池只有钙钛矿本身的“三明治”结构,而叠层钙钛矿电池又包括晶硅/钙钛矿叠层电池、全钙钛矿叠层电池、薄膜电池(如铜铟镓硒)/钙钛矿叠层电池等。

4、钙钛矿太阳能电池的优势与劣势

6月29日,中国核电发布公告称,公司第四届董事会第十二次会议于2023年6月27日以现场方式召开,审议通过了《关于柔性、刚性钙钛矿商业级中试产线研发科研项目立项的议案》。

据中国核电2022年年度报告显示,钙钛矿项目科研工作有序推进;氢能、储能项目开展布局探索与高校科研院所的合作机会。开展了多个敏捷端新产业项目的实践,重点项目钙钛矿太阳能电池项目加速研发。

2023年将重点加速钙钛矿太阳能电池产业化进程,持续开展储能和氢能行业市场和技术跟踪分析,探索开展敏捷端产业开发机制创新,建立职业经理人与企业利益共享、风险共担的激励约束长效机制,激发敏捷端员工创新创业的内生动力。

5、钙钛矿太阳能电池股票龙头

自进入“十四五”以来,多个央企开始进军光伏制造业,而钙钛矿则是央企布局的重中之重。中国华能集团是最早从事钙钛矿技术研发的能源企业,其于2015年开始进行钙钛矿光伏技术研发,2018年实验室级小面积钙钛矿电池认证效率达到22.8%。

2020年,华能新能源和华能清能院共同开展大面积钙钛矿电池中试研发项目,这是华能钙钛矿技术从实验室研发向产业化应用迈出的关键性的一步。2021年03月09日,华能钙钛矿中试产线全面贯通,实现首片大面积钙钛矿太阳能电池组件下线。

除华能外,中国电力科学研究院与中国能源建设集团有限公司在去年11月宣布,将联合众能光电成立零碳院,将专注于第三代光伏技术等新技术的研发与应用,支撑具有中国特色国际领先的太阳能发电产业的发展,而众能光电则是国内钙钛矿产品的领军企业之一。

6、钙钛矿太阳能电池效率

此外,华电集中旗下的华电重工业于今年3月在投资者关系活动会上表示,华电重工拟在“十四五”期间,基于碳达峰碳中和战略目标,紧跟异质结、钙钛矿等行业新技术应用,进入光伏制造环节,补足华电集团光伏产业链制造短板,积极发展支架制造,补足产品短板,适时开发外部市场,发展成为国内一流的光伏装备提供商。

除能源央企外,A股已有近20家上市公司对钙钛矿电池感兴趣。除了相关初创公司,还有通威股份、隆基绿能、宁德时代、协鑫科技等行业巨头。有业内人士认为,从现在的情况来看,钙钛矿正处于从实验室到产业化,进而走向电站发电应用的重要阶段。

钙钛矿作为一种新型的半导体材料,正在被广泛地应用在太阳能电池。由于钙钛矿具有良好的光电性质、可调控的带隙及易加工等特性,钛矿太阳能电池在单节和多结电池中均展现出巨大的发展前景。

7、钙钛矿太阳能电池优缺点

目前,单结和两结的钙钛矿太阳能电池均拥有良好的发展,功率转换效率分别为 26% 和 29%。从理论上说,三结钙钛矿太阳能电池的功率转换效率更高。

不过,由于宽带隙的、电子伏为 2.0 的顶部钙钛矿会产生光诱导相分离,并会影响功率转换效率和光照稳定性,因此当下三结钙钛矿太阳能电池的效率仅为 20.1%。

图丨团队合照(来源:U of T Engineering/Tyler Irving)

8、钙钛矿太阳能电池结构

其中,值得一提的是,该电池在最大功率点工作 420 小时以后,依然能够保持 80% 的初始效率。更重要的是,该团队首次实现了全钙钛矿三结光伏的被报道的认证效率。

据多伦多大学博士后王在伟介绍,该成果最关键的意义体现在以下两方面。

其次,克服了宽带隙光诱导相分离问题,提出了用晶格扰乱抑制光诱导相分离的新机制,有助于探索光稳定的钙钛矿材料。

9、钙钛矿太阳能电池的优势与劣势

“该成果在功率转换效率和稳定性方面都有了明显提升。从应用上看,我认为在未来几年之内,全钙钛矿三结太阳能电池效率有望超过目前所有种类的全钙钛矿太阳能电池。”王在伟说。

多伦多大学博士后王在伟、博士研究生曾乐蔚、博士后祝桐和博士后陈昊为该论文的共同第一作者。多伦多大学爱德华·H·萨金特(Edward H. Sargent)教授担任该论文的通讯作者。

王在伟博士期间就读于瑞士洛桑联邦理工学院,研究重点为全无机钙钛矿太阳能电池。博士毕业后,他来到萨金特教授课题组,希望能把全无机钙钛矿在叠层电池中得到应用。

10、钙钛矿太阳能电池股票龙头

在一次偶然的契机下,他想到或许可以利用全无机钙钛矿,来解决三结钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和光照稳定性不足的问题。

为了验证这个想法,他和课题组成员开启了这项研究。他们先用了近五个月时间,结合课题组在有机无机的倒置(通常称为 pin 型)结构上的工艺,开发了全无机 pin 型结构的钙钛矿太阳能电池,尤其是针对超宽带隙的 2.0 电子伏的钙钛矿太阳能电池。

“解决了全无机 pin 型结构的钙钛矿以后,我们则开始攻克两个铅基钙钛矿之间的中间层问题。然后,再结合此前该领域研究人员在叠层电池中积累的经验,就制备出了全钙钛矿的三结钙钛矿太阳能电池。通过对其带隙、厚度等参数的进一步优化,我们成功地提升了该电池的光伏效率。”王在伟表示。