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事实上,自从2009年日本科学家TsutomuMiyasaka将钙钛矿材料用于染料敏化太阳能电池作为吸光材料取得3.8%光电转换效率以来,钙钛矿材料太阳电池效率已经跃升到2013年底的15%和目前的19.3%,并且还在迅速攀升中,有望年内突破20%大关。仅仅用了5年时间,钙钛矿材料太阳电池就超越了许多太阳能电池技术数十年所积累的效率增长,这是从无先例和引人注目的。
钙钛矿材料太阳能电池可能引起光伏产业革命性的变局,已经引起了国内外学术界和工业界广泛关注和兴趣。过去五年内钙钛矿材料太阳能电池领域的进展显示出这类材料分子具有改变整个太阳能电池产业格局的潜力,目前众多的国内外研究机构和企业已经开始投入力量进行钙钛矿材料太阳电池技术研究和材料开发,发展增速会明显加快。
最近,国家科技部863项目、973项目和自然科学基金委重大专项均安排了经费支持钙钛矿材料太阳能电池的基础研究和应用开发工作。作为市场主体的企业也敏锐的捕捉到光伏产业未来发展方向的这一变化,凯惠科技发展(上海)有限公司就在染料敏化太阳能电池研发工作基础上迅速投入力量开始了钙钛矿太阳电池材料和器件的研制工作。凯惠科技进行新材料和新能源领域的创新研发工作目的是为企业发展寻找新的增长点,以开发有自主知识产权的技术和产品为目标。凯惠科技研发团队2010年开始和上海交通大学韩礼元教授合作开展了染料敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池技术、材料与器件的研发工作,已经开发新型有机敏化剂材料三类,制得电池模块和初级应用器件产品原型一批,完成电池关键材料、模块和器件国家发明专利申报七项、国际专利一项。凯惠科技建立起持续的有机敏化剂材料、电荷传输材料和钙钛矿有机-无机杂化电池材料的设计、开发和生产能力,目前已经开始染料敏化太阳能电池应用产品工业设计和中试制造工作,正在找寻相关项目产业发展合作伙伴。
人类面临的能源和环境问题的日益突出,开发包括太阳能在内的新能源和可再生能源成为全世界范围重大课题,随着政府、研究机构和企业投入的不断加大,光伏产业革命性发展结果可以预期。未来各类光伏电池的市场需求将实现共存,效率、成本、寿命、柔性将成为各类技术发展与产业化的重要挑战,找到像钙钛矿材料这样的明星分子和进行光伏器件结构创新将成为产业发展重要的内容。我们认为到2030年,光伏将成为成熟的主要的能源技术,到2050年,光伏电能可能成为全球性主导能源之一,作为市场主体的企业和研究机构携手加上政府的战略性新兴产业支持可以确保和加速这个进程的实现,光伏产业发展的未来定会更加绚烂多彩。
(作者供职于凯惠科技发展(上海)有限公司)
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