登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
钙钛矿是一种具有与矿物钙钛氧化物(最早发现的钙钛矿晶体)相同的晶体结构的材料。通常,钙钛矿化合物具有化学式ABX 3,其中“ A”和“ B”代表阳离子,X是与两者键合的阴离子,大量不同的元素可以结合在一起形成钙钛矿结构。
利用这种成分的灵活性,科学家可以设计钙钛矿晶体,使其具有多种物理,光学和电学特性。钙钛矿晶体如今在超声波机器,存储芯片以及现在的太阳能电池中都可以找到。
钙钛矿的清洁能源应用
所有光伏太阳能电池都依靠半导体(位于玻璃等电绝缘体和诸如铜之类的金属导体之间的中间地层中的材料)将光能转化为电能。来自太阳的光激发半导体材料中的电子,电子流入导电电极并产生电流。
自19世纪50年代以来,硅一直是太阳能电池中使用的主要半导体材料,因为硅的半导体特性与太阳光线的光谱非常吻合,并且相对丰富且稳定。但是,常规太阳能电池板中使用的硅晶体需要昂贵的多步骤制造过程,耗费大量能量。在寻找替代物时,科学家利用钙钛矿的可调性来制造具有与硅相似性质的半导体。
钙钛矿型太阳能电池可以使用简单的添加剂沉积技术(例如印刷)来制造,而成本和能耗却很低。由于钙钛矿的成分灵活性,它们也可以进行分子结构调整以理想地匹配太阳光谱。
2012年,研究人员首先发现了如何使用卤化钙钛矿作为光吸收层来制作稳定的薄膜钙钛矿太阳能电池,其光子至电子的光转换效率超过10%。从那时起,钙钛矿型太阳能电池的太阳光-电能转换效率猛增,实验室记录为25.2%。研究人员还将钙钛矿光伏电池与常规晶硅电池结合在一起,这些“硅-钙钛矿”串联电池的记录效率目前为29.1%(超过常规硅电池的27%的记录),并且还在迅速上升。随着电池效率的迅速提高,钙钛矿光伏电池和钙钛矿叠层串联太阳能电池可能很快成为传统晶硅光伏电池的廉价,高效替代品。
钙钛矿电池的最大挑战
尽管钙钛矿电池(包括晶硅钙钛矿叠层电池)已被全球数十家公司商业化,但仍存在一些基础科学和设计、制造领域的挑战需要解决,改善其性能、可靠性和可制造性。
一方面是效率的继续提升:钙钛矿研究人员通过表征钙钛矿中的缺陷,继续提高转化效率。尽管钙钛矿半导体具有很高的容错能力,但缺陷仍对性能产生负面影响,尤其是那些出现在有源层表面的缺陷。
美国科学家用钙钛矿涂层修饰硅太阳能电池,以更有效地收集高能蓝光光子,从而绕开了常规硅电池33%转换的理论极限。科学家开发出的钙钛矿量子点(比人的头发小数千倍的微小粒子),它们可以吸收高能光子,并发射出两倍于低能光子,这一过程被称为“量子切割”。太阳能电池吸收的每个光子都会产生一个电子,因此钙钛矿量子点涂层可以显着提高转换效率。
从2009到2019短短10年内,钙钛矿电池的光电转换效率已从最初的3.8%提高到了25.2%。
另一方面是稳定性和寿命:稳定性、耐久性是当下钙钛矿电池商业化的最大障碍,全球几乎所有的研究人员都正在探索新的钙钛矿化学配方,以针对特定应用(如叠层串联电池)调整其电子跃迁性能,或进一步提高其稳定性和寿命。
除了通过改善钙钛矿结构的稳定性来提高寿命,研究人员还在研究新的电池设计和新的封装策略以保护钙钛矿免受环境因素影响。如钙钛矿电池对水汽尤为敏感,水汽是影响电池寿命的重要因素,科学家一直在寻找最合适的封装材料来杜绝水汽的进入
研究人员还努力了解钙钛矿电池的衰减机理,从而寻找加速老化方法来研究预测钙钛矿太阳能电池的寿命。
不久前,纤纳光电宣布其20cm2的钙钛矿小组件通过3倍IEC61215测试。在湿热实验测试中,组件老化时间由之前的1000小时提升至3000小时(高于IEC湿热测试Damp heat test3倍时长),组件转化效率无衰减。与此同时,紫外预处理实验使用了100kWh的剂量(等同于IEC检测标准的6.5倍以上),组件效率衰减小于2%。而这些都是晶硅电池可用25年的理论依据。
第三方面,如何大规模工业化生产钙钛矿电池。一些公司正在迅速探索各种制造工艺,包括如何使钙钛矿“油墨”适应已建立的大规模溶液印刷方法。使用一种卷对卷打印机,可以在低温下将钙钛矿墨水打印到柔性基材上。
第四方面是大面积的挑战。近两年来钙钛矿电池得到了行业巨大的关注,最大的吸睛点来自钙钛矿电池效率的不断突破,目前已接近晶硅电池,超越晶硅电池的效率已经指日可待。然而,钙钛矿效率的提升并没有带来商业化的投资,最大的问题就是钙钛矿电池的面积:屡破记录的效率只能在几平方厘米的电池面积上实现。
2020年美国能源部太阳能技术办公室(DOE-SETO)2000万美元推进钙钛矿,其中支持的意向沉积技术,就是生产用于大面积太阳能电池和增强常规硅太阳能电池的钙钛矿材料薄膜。
最后,钙钛矿电池的环保问题。含铅一直是部分环保人士针对钙钛矿电池的最大诟病,如今性能最佳的钙钛矿一般都是用少量的铅制成的,尽管研究人员也在探索替代成分和新的封装策略,以减轻与铅毒性有关的担忧。
对于钙钛矿含铅or NOT对光伏电池的收益和风险,行业专家由不同的理解和看法。相对于晶硅电池中的含铅焊带,钙钛矿电池中的铅几乎可以忽略不计,协鑫纳米的钙钛矿专家范斌就一直在用实证来说明钙钛矿电池中铅的稳定性。
钙钛矿电池的商业化
钙钛矿电池尽管一直没有得到规模化的应用,但其商业化的道路却备受关注。牛津光伏与梅耶博格的顶级合作,协鑫纳米100MW产线的落地,最新的分析认为钙钛矿光伏产品将于2021年开售。
而今年7月31日,杭州纤纳光电宣布,衢州纤纳新能源科技有限公司5GW生产基地落成典礼暨钙钛矿生产线投产仪式举行。
在转化效率上,NREL新纪录:钙钛矿叠层效率24.16%。
钙钛矿的研究成果正在从实验室快速步入规模化生产,商业化进程不断加快,投资者的关注也愈发强烈。从科技猜想到实验室、再到产线的过程无论是时间、还是空间都在缩短,成为光伏领域产、学、研最为浓缩,融入最为紧密的前沿领域。
作为最有想象力和生命力的下一代新型太阳能电池技术,第二届全球钙钛矿与叠层电池产业化论坛即将于2020年10月召开,一场由科学家、研究院、生产商、投资商、设备商、实验室、地方产业园区、金融研究等全行业参与的盛会即将开幕。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
据悉,3月11日,由京东方环境能源科技有限公司全资持股的合肥京东方光能科技有限公司正式成立,法定代表人为王震宇,注册资本9910万元,经营范围含光伏设备及元器件销售、光伏设备及元器件制造等。早在去年11月,京东方就进行了钙钛矿光伏项目启动仪式!京东方作为一家显示面板公司,其液晶面板、OLED
3月15日,国务院办公厅关于转发国家发展改革委、住房城乡建设部《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》的通知,通知指出,各地区要结合实际统筹规划可再生能源建筑应用,确定工作推进时间表、路线图、施工图。制定完善建筑光伏一体化建设相关标准和图集,试点推动工业厂房、公共建筑、居住建筑等新建建
从吴忠市自然资源官微获悉,2月28日,利通区150MW钙钛矿光伏组件生产线建设项目规划公示。公示显示,利通区150MW钙钛矿光伏组件生产线建设项目位于吴忠市利通区金银滩特色装备制造园地金路东侧,由宁夏采风能源有限公司建设。原文如下:广大市民:根据《中华人民共和国城乡规划法》的有关规定,现将“
2月26日,安徽省宣城市住房和城乡建设局发布关于印发《宣城市绿色建筑发展专项规划(2024~2025年)》的通知。文件明确,绿色建筑建设规模持续扩大,发展质量稳步提高,建筑能效水平不断提升,既有建筑绿色化改造持续推进,可再生能源建筑应用的规模进一步扩大,绿色建筑发展体制机制和政策体系基本建立
从南京大学获悉,该校谭海仁教授课题组研制的大面积全钙钛矿光伏组件取得新突破,经国际权威第三方机构测试,其稳态光电转化效率达24.5%,刷新此类组件的世界纪录,也为后续产业化发展打下技术基础。相关论文23日发表在国际学术期刊《科学》上。据谭海仁介绍,钙钛矿是新型太阳能电池的重点研发方向之
近日,塔塔化学公司宣布与莫纳什大学-印度理工学院孟买分校(IITB)的联合研究学院达成合作,开展钙钛矿/清洁能源领域的开创性研究,旨在推进可持续能源转型解决方案并促进清洁能源技术创新。根据该协议,塔塔化学公司将支持由该联合研究学院领导的下一代技术研究,重点关注钙钛矿材料在清洁能源领域的变
日前,奥联电子发布关于收到行政处罚事先告知书的公告,所涉事件正是此前陷入舆论漩涡的钙钛矿“打假门”事件。事件起始如下:2022年12月9日,奥联电子全资子公司海南奥联投资有限公司与自然人胥明军共同出资设立奥联光能并签署《投资合作协议》,拟从事钙钛矿太阳能电池及制备装备的研发、生产、销售
1月30日,深圳黑晶光电技术有限公司、中山市投资控股集团有限公司、中山火炬工业集团有限公司在中山火炬开发区管委会举行了三方签约仪式,全国首条量产化钙钛矿/晶硅叠层光伏电池生产线项目(下称“黑晶项目”)落户中山火炬开发区。据悉,黑晶项目计划总体建设7GW新一代钙钛矿/晶硅叠层电池片及光伏组
北极星太阳能光伏网获悉,1月30日,深圳黑晶光电技术有限公司、中山市投资控股集团有限公司、中山火炬工业集团有限公司在广东省中山火炬开发区管委会举行了三方签约仪式,全国首条量产化钙钛矿/晶硅叠层光伏电池生产线项目落户中山火炬工业集团园区。据悉,该项目计划总体建设7GW新一代钙钛矿/晶硅叠层
1月27日下午,中国科学院青岛生物能源与过程研究所(山东能源研究院)与山东能源集团、昆山协鑫光电材料有限公司战略合作协议签署暨“钙钛矿光伏技术创新中心”揭牌仪式在崂山区成功举办,意味着纳入山东省产业布局战略的钙钛矿产业领域首个技术创新中心落户崂山区。山东省科技厅厅长孙海生、青岛市科
近日,由晟成光伏自主研发,用于钙钛矿太阳能电池生产的关键设备——大幅宽线性蒸镀设备斩获某新能源龙头企业订单,成功并入其研发中试线正式生产,帮助客户完成了钙钛矿电池产业化工艺路线的关键拼图。随着大幅宽线性蒸镀设备进入成熟量产阶段,晟成光伏在钙钛矿电池设备领域的竞争实力进一步增强。晟
企查查APP显示,3月8日,滁州爱旭太阳能科技有限公司成立,法定代表人为谢俊伟,注册资本5亿元,企业地址位于安徽省滁州市全椒县襄河镇儒林路政务中心六号楼6楼614室,所属行业为科学研究和技术服务业。经营范围包含新兴能源技术研发;光伏设备及元器件制造;光伏设备及元器件销售等。企查查股权穿透显
3月15日,聆达股份发布公告,受技术迭代、近期光伏产业链价格整体呈波动下行态势等多种因素影响,公司子公司金寨嘉悦新能源科技有限公司为减少损失及整体经营风险的角度考虑,于近日对其高效光伏太阳能电池片生产线实施临时停产,停产时间至2024年4月15日,后续复产情况将及时披露。聆达股份表示,近期
太阳能技术必然发展方向是什么?相比其他企业爱旭为什么拥有绝对领先优势?……当地时间3月5日爱旭悉尼发布会“太阳能之父”马丁·格林评爱旭ABC及爱旭的未来发展马丁·格林点赞ABC技术:期待爱旭给世界带来更多突破
2024年3月5日,爱康科技发布关于变更董事、监事及聘任高级管理人员的公告。公告显示,爱康科技监事会于2024年3月1日收到公司监事田野先生的书面辞职报告。田野先生因工作变动申请辞去公司监事职务。田野先生辞去上述职务并生效后,公司将聘任其为公司董事、高级副总裁。同时,同意提名苏雅亭先生为公司
在光伏领域中,N型技术的快速崛起成为当前瞩目的焦点,随着N型光伏技术的不断优化,我们正迎来一个低碳排、高效能的时代。由于传统的P型光伏技术因在效率和制程上的限制而逐渐被淘汰,推动了业界转向更先进的技术,拥有更高效率的N型产品渗透率正急速提升中。其中,TOPCon技术的优势在于其能够更有效地
2月29日,国家统计局发布《中华人民共和国2023年国民经济和社会发展统计公报》披露了多项电力数据,包括电力装机、能源消费等。数据显示,2023年,太阳能电池(光伏电池)产量5.4亿千瓦,增长54.0%;2023年,水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源发电量31906亿千瓦时,比上年增长7.8%。2023年末全国
2月28日,石柱土家族自治县人民政府关于印发《石柱县工业园区产业发展规划(2023—2027年)》的通知,通知指出,抓绿色低碳发展机遇,围绕页岩气、氢能源、风力光伏发电等,发展新能源配套装备。重点发展叶片、机舱罩、齿轮箱、塔筒等风力发电装备;光伏支架、光伏电池、光伏板等光伏发电装备。原文如
抢占开门红,追光启新程!2月25日,棒杰江山年产8GWN型高效电池片及16GW大尺寸光伏硅片切片项目厂房及配套设施建设工程正式开工。江山市委统战部常务副部长兼棒杰项目指挥部办公室主任吴松高,江山市经济开发区党工委副书记兼主任徐正贵,江山经济开发区建设投资集团有限公司董事长兼总经理吴小正、副
日前,道琼斯旗下公司OPIS介绍了全球光伏行业的主要价格趋势。太阳能电池FOB中国价格保持不变,由于3月份交付订单的价格谈判仍在进行中,因此没有进行太多实际交易。单晶PERCM10和G12电池片价格持平于每瓦0.0482美元和每瓦0.0473美元,而TOPConM10电池片价格周环比持平于每瓦0.0584美元。据一位市场参
2月25日,爱旭股份发布公告称,公司拟投资建设济南一期年产10GW高效晶硅太阳能电池及组件项目。该项目为公司于2023年4月与济南市政府签订的《爱旭太阳能高效电池组件项目战略合作协议》中的首期项目,预计总投资金额99.78亿元,计划建设并生产基于ABC技术的相关电池及组件,并以组件为终端产品对外出售
2月22日,正泰新能自主研发的n型TOPCon电池在3.0版本的基础上引入行业领先的LIF技术,电池量产平均效率达26.15%,研发中试线量产平均效率突破26.6%,最高效率突破26.9%,正式进入TOPCon4.0技术量产时代!这一成就,不仅为新一代电池组件的大规模提质增效奠定了坚实的基础,也标志着正泰新能在TOPCon领
近日,隆基绿能与江苏科技大学、澳大利亚科廷大学三方合作,在国际上首次制造出高柔韧性、高功率重量比的晶硅异质结太阳能电池,相关研究成果以“Flexiblesiliconsolarcellswithhighpower-to-weightratios”为题发表在国际期刊《Nature》(自然)上。晶硅太阳能电池是目前最为成熟、应用最广的光伏发电
北极星太阳能光伏网获悉,近期,经权威认证机构德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测试,迈为股份采用低铟含量的TCO工艺结合银包铜栅线,在全尺寸(M6,274.5cm2)单晶硅异质结电池上获得了25.62%的光电转换效率。25.62%的认证效率是此类电池目前的最高纪录,该技术不仅确保了极高的可量产电池效率,而且实
2月24日,经美国国家可再生能源实验室(NREL)测试证实,中国建材凯盛科技集团旗下蚌埠玻璃工业设计研究院所属德国Avancis公司生产的30x30平方厘米铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池组件的光电转换效率达到19.64%,再次打破了铜铟镓硒太阳能电池组件光电转换效率的世界纪录,标志着凯盛科技不断突破CIGS薄膜
企查查APP显示,比亚迪(002594)于2021年1月1日,公开一种“光波转换材料及其制备方法和太阳能电池”相关专利,公开号为:CN109988370B,申请时间为2017年12月29日。专利摘要显示:本发明涉及太阳能电池领域,具体涉及光波转换材料及其制备方法和太阳能电池。本发明提供的光波转换材料,能够使得太阳
最近,英国班戈大学计算机科学与电子工程学院的TudurWynDavid等研究员提出了一种从有机光伏(OPV)太阳能电池数据中提取信息的机器学习方法。在1850个器件特性、性能和稳定性数据条目组成的数据库的基础上,采用顺序最小优化回归(SMOreg)模型,用以推测太阳能电池稳定性和功率转换效率(PCE)的最大影响因
日本冲绳科学技术研究所已开发出兼具高转换效率和稳定性的过氧化物太阳能电池模块。研究人员表示,该模块实现了16.6%的转换效率,即使在经过2000小时的照射后,仍能保持约86%的初始性能。与目前主流的硅基太阳能电池相比,由于其转换效率高、制造成本低,因此超氧化物太阳能电池有望成为下一代太阳能电
近日,香港城市大学新研发的全无机钙钛矿电池的光电转换效率达到16.1%,而获中国计量科学研究院认证的效率亦高达15.6%。香港城市大学学务副校长兼化学及材料科学讲座教授任广禹指出,这次研究成果的突破在于找到了简单方法,用于制造光电转换效率与稳定性兼具的全无机钙钛矿电池。据悉,香港城市大学的
太阳能是绿色环保可持续清洁能源,太阳能光伏发电已成为新兴产业。利用晶硅等无机半导体的传统光伏发电造价昂贵,科学家便把目光转向有机材料太阳能电池领域。如何实现更高的光电转化效率,设计制备新的有机光电材料,需要弄清楚发电的微观过程。近日,南京大学物理学院团队的一项最新成果,揭示了高效
为什么HJT转化效率高?异质结电池结构中,P型非晶硅薄膜拥有更宽的禁带宽度,导致了更高的开路电压。VOC与内建电场的电势差VD正相关。内建电场越强,光生载流子能更有效地分离,载流子复合越小。VD是VOC的上限,VD越高,VOC才有高的可能性。由于内建电场的存在,电子在空间电荷区有附加的电势能,使能
晶硅电池转换效率的理论上限?1954年贝尔实验室的CHAPIN等三人发表了第一篇关于硅太阳电池的文章,在这篇文章中就已指出有反射、复合、电阻三方面的因素使电池的效率低于某个上限。早在1961年,WilliamShockley等人根据细致平衡原理在只考虑辐射复合作为电子-空穴对唯一的复合机制的理想情况下,通过
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!