2030年805亿?钙钛矿电池技术迎商业化新挑战

  • 2022年08月02日
  • 作者: 肖蓓
    肖蓓

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    大中华区高级编辑,Solar Media Limited 旗下 PV-Tech China

    肖蓓于2012年2月加入 PV - Tech ,是公司中文编辑团队的负责人。除了撰写文章和提供中国光伏行业问题和发展的见解, 也是PV-Tech全球网站和国际光伏技术电力等出版物的定期撰稿人。 Carrie (Bei) Xiao joined PV Tech in February 2012 and is head of our Chinese editorial team. In addition to authoring articles and providing insight on domestic industry issues and developments, Carrie is also a regular contributor to our global website and our international PV Tech Power publication.

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钙钛矿电池“反向偏压”挑战 恐威胁其技术商业性

钙钛矿电池“反向偏压”挑战 恐威胁其技术商业性

资料来源:CPIA、浙商证券

资料来源:CPIA、浙商证券

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%

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。

(责任编辑:肖蓓)

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