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
钙钛矿太阳能电池因其所需的原材料储量丰富,制备工艺简单且可以采用低温、低成本的工艺实现高品质的薄膜而拥有诱人的前景。这些有着高质量晶体结构的薄膜甚至可以与在高温下以高成本获得的硅片的晶体质量媲美,实现柔性化和“卷对卷”式的规模化生产。
为了挑战硅在太阳能电池领域的主导地位,制备钙钛矿电池还需要解决一些关键问题。目前,实验室中的电池样品只有指甲盖大小,其安全性和长期稳定性也有待大幅提升——对于研究人员而言,这将是一场艰苦的战斗。
效率之战
在此前对钙钛矿太阳能电池能量转换效率的报道中,曾有过转换效率为20.1%的报告记录,而晶体硅太阳能电池的单元转换效率最高值为25.6%。那么,为什么太阳能电池无法将太阳光能量100%地转化为电能?为什么研究人员认为钙钛矿太阳能电池将有望超过硅所创下的效率记录?
答案的关键就在材料内部可激发的电子和可自由移动的电子中。当阳光照射太阳能电池时,一些电子会吸收能量而脱离原子束缚。充满能量的受激电子会穿过材料中的晶格向一边移动,或从电池的一端逸出,或遇上一个障碍或陷阱从而释放出无用的热量。对于硅太阳能电池中的硅材料来说,通常需要采用高达900℃的高温加热处理以便尽可能地降低缺陷浓度。然而钙钛矿只要约100℃就可以去除绝大多数晶体缺陷。此时,被光激发的电子同样能够顺利地逸出钙钛矿,且不至于因为撞上过多的障碍物而损失太多的能量。
但对于任何基于半导体材料(例如硅或钙钛矿)制成的太阳能电池而言,太阳光能转化为电能的效率总有一个上限,这主要由半导体的“带隙”性质决定。带隙指的是使电子脱离束缚成为自由电子所需的最小能量。不同半导体通常具有不同的带隙,由此会导致一个两难境地出现:带隙越小,电池吸收的太阳光光谱范围就越大,也就可以利用更多的光能来激发电子,但每个电子的能量也会更低。即使太阳能电池材料的带隙处于最理想的大小,也只能转化约33%的太阳能。
在制造钙钛矿时,研究者们可以通过改变原料的成分来调节它的带隙宽度,因此钙钛矿太阳能电池在效率上超越硅电池是可能的。研究者还可以将带隙宽度不同的钙钛矿层叠加在一起变成叠层钙钛矿太阳能电池。有预测指出,基于叠层结构的太阳能电池可以将太阳能的利用率提高到46%。
旧材料,新用途
矿物学家在19世纪就已经在地壳中发现了天然的钙钛矿,但直到2009年,日本桐荫横滨大学的研究组才首次将人造钙钛矿制成了太阳能电池。他们选用的钙钛矿型材料是一种含有卤素和铅元素的钙钛矿型卤铅化合物,通过优化钙钛矿的成分并对电池结构中的其他功能层进行改进,使其效率突破了10%。
除了沉积工艺的优化之外,科学家也简化了电池中的一些功能层,使最新的钙钛矿太阳能电池看起来跟硅电池更像。正是这种简单的薄层状设计降低了硅电池的生产成本,促进了大批量生产。同时,钙钛矿晶体薄膜的结晶性正在持续改善中,这样的发展趋势着实令人振奋。
商品化的漫漫长路
不过在实现这些愿景之前,钙钛矿还有很长的路要走。稳定性是钙钛矿太阳能电池最致命的弱点。由于它们对潮湿环境敏感,暴露在潮湿空气中会很快分解,因此必须对其进行防水封装。按照产业界惯例,一块太阳能电池板需要有25年的质量保证,相当于在恒定、明亮的太阳光下工作约54000小时。因此,找到一种能够在较大温度范围内长时间稳定工作的水汽阻隔技术十分重要。目前,也有一些公司尝试将铜铟镓硒半导体等其他材料制成商业化的柔性太阳能电池产品,并取得了一些进展。
钙钛矿电池封装的重要性不仅在于需要将水分隔绝在外,更要将电池中的化学成分密封在内,因为钙钛矿的成分中含有微量的铅。在材料毒性和安全性方面,钙钛矿太阳能电池可以借鉴基于碲化镉材料的太阳能电池技术——碲化镉太阳能电池板如今已经遍及世界各地,虽然镉的毒性比铅大得多,但这些电池已通过安全标准评估。钙钛矿企业或许可以从这一成功案例中学习可靠的封装技术和严格的测试方案。
美国麻省理工学院的研究人员此前在铅的处理方面取得了一项令人振奋的进展:他们证明,车用铅酸蓄电池中的铅可以被安全地回收再利用,并用于制造钙钛矿电池。解决安全问题的另一条途径就是完全取消铅的使用。一些团队曾发表相关文章报道了用锡代替铅制备钙钛矿电池的初步结果,然而含锡电池在效率和稳定性上都逊色于含铅电池。
由此看来,钙钛矿的变革者们需要给出一个在经济上更具说服力的理由,以吸引足够的投资来扩大生产规模。虽然钙钛矿电池所需的原材料十分充足,且可以较低温度下使用廉价设备进行生产,但还需要考虑“周边系统成本”,这包括安装材料和人力成本、安装许可证和系统检查相关费用以及其他相关的费用。
与硅电池结盟
根据目前的情况看,钙钛矿电池或许可以与硅电池结成“联盟”,从而在现有的光伏市场上形成有力竞争。研究人员称,在硅层上方加一层钙钛矿太阳能电池,可以将二者结合并形成一个“叠层”太阳能电池。钙钛矿材料能够很好地利用太阳光中能量较高的光(如蓝光或紫外光),这正好是硅所无法吸收的部分,这样便能激发更多具有较高能量和光电压的电子。研究者们预测,未来如果将最好的硅组件和钙钛矿器件合理地整合在一起,在不用大幅改动两者制造技术的情况下就可以获得超过30%的效率,同时,周边系统成本也将会大大降低。
逆向拓展
钙钛矿太阳能电池的迅速崛起也为科学家们和工程师们带来了其他方面的启发,如可以利用钙钛矿材料来制备其他类型的光电功能器件。此前,研究人员已用金属卤化物钙钛矿材料制造出发光二极管(LED)和激光器,它们能通过冷发光过程有效地放出光。尽管针对此类新颖产品的研究才刚刚开始,但研究者相信,这一领域将会越来越受到大家的关注。
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。
4月10日,伏图拉(银川)科技有限公司太阳能一体化基地及大型电站项目在宁夏银川高新区临港产业园区正式开工。据介绍,伏图拉(银川)科技有限公司太阳能一体化基地及大型电站项目计划总投资65亿元,分两期进行建设。一期项目计划投资20亿元,建设5GW太阳能组件工厂及500MW钙钛矿中试车间;二期项目投资45
4月10日,天合光能发布公告称,公司近日与全球钙钛矿/晶硅太阳电池技术领军企业OxfordPhotovoltaicsLtd.(以下简称“牛津光伏”)正式达成独家专利许可协议,通过此次合作,公司获得了在中国内地研发、制造、销售、许诺销售、使用、分销基于牛津光伏钙钛矿电池技术和钙钛矿/钙钛矿叠层技术及钙钛矿/晶
从“双碳”目标的号角吹响,到光伏行业寒冬下的市场洗牌,格力、TCL、创维、美的、海尔、康佳等历经家电行业数轮迭代的“卷王”,在光伏行业周期中跨界突围。红海突围家电军团入场2018#x2014;2023年,当家电行业从千元空调打到百元电饭煲,从线下渠道肉搏到直播带货的贴身较量,巨头们把家电行业卷成一
3月18日,杭州柯林发布公告称,本次向特定对象发行股票拟募集资金总额不超过146,000.00万元(含本数),并以中国证监会关于本次发行的注册批复文件为准。本次发行的募集资金在扣除发行费用后,将用于以下项目:1GW高效钙钛矿太阳能电池组件项目概况根据公告,2024年11月,杭州柯林控股子公司杭州柯能10
3月12日,佛山市2024年国民经济和社会发展计划执行情况与2025年计划草案的报告。2024年,佛山建成23项电力主网工程,投产1683项电网项目,供电可靠性连续14年排名全国前十。2025年,佛山将加强电网规划建设,推动500千伏楚庭第二通道线路工程、220千伏乐顺输变电工程等一批重点项目开工建设,持续提升
日前,总部位于加州的光伏技术公司TandemPV获得了5000万美元的A轮融资和债务,公司表示,这将使其能够在美国建造一个商业规模的制造工厂。该轮融资由美国风险投资公司Eclipse领投,ConstellationEnergy、PlanetaryTechnologies、UncorrelatedVentures、TrellisClimate、TomWerner(SunPower前首席执行
2月27日,赣州市工业和信息化局发布关于向社会公开征求《赣州市未来产业发展实施意见(征求意见稿)》意见的公告,公告显示,以赣州经开区、南康区、赣县区、定南县为重点,抢抓能源革命机遇,重点布局太阳能、氢能等领域。太阳能加强钙钛矿太阳能电池、光伏建筑一体化等新型太阳能技术、材料和装备研
2月27日,中国光伏行业协会正式发布《中国光伏产业发展路线图(2024-2025年)》(以下简称“《路线图(2024-2025年)》”)。《路线图(2024-2025年)》包含一年一度更新的各产业链环节最新技术进展情况,以及对于到2030年的技术发展趋势预测。这已是协会连续九年组织专家编制《中国光伏产业发展路线图
日前,有投资者向京山轻机提问,钙钛矿不仅可用于太阳能电池,也可用于LED和显示技术、量子技术等等。贵司的设备生产的钙钛矿是否可用于除太阳能电池以外的其它领域?或者是否具有提供相应设备的能力?2月21日,京山轻机表示,当前公司的发展战略聚焦于光伏装备和包装装备这两大核心业务。公司能提供钙
北极星氢能网获悉,近日,北京市经济和信息化局开始征集《北京市绿色能源新技术新产品首应用目录(第一批)》,本次目录产品征集主要面向电解水制氢装备、液氢装备、固态储供氢装备、氢气压缩机、高温燃料电池、氢燃机等领域。原文如下:北京市经济和信息化局关于征集《北京市绿色能源新技术新产品首应
日本将根据内阁批准的第7个战略能源计划,到2040财年在电力结构中实现40%至50%的可再生能源份额,这将比2023年达到的22.9%有所增加,使可再生能源成为其能源系统的中心。根据日本经济产业省(METI)的计划,太阳能是可再生能源中的重点技术。考虑到日本缺乏合适的太阳能地点,政府的目标是在下一代太阳
4月11日,隆基在安徽芜湖基地宣布:经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)权威认证,其自主研发的杂化背接触晶硅太阳电池HIBC(HybridInterdigitated-Back-Contact)光电转换效率达到27.81%,将单结晶硅光伏电池的极限探索推向新高度。2022年11月,隆基创造了26.81%的晶硅电池转换效率世界纪录;2024年5月,隆
北极星将长峡电能、浙江新能、通威太阳能、广东电力新疆、扬州阿特斯招聘合集整理见下:长峡电能(安徽)有限公司(以下简称“公司”)是经中国长江电力股份有限公司批准,由三峡电能有限公司、安徽巢湖经济开发区诚信建设投资(集团)有限公司、合肥中祥电力投资合伙企业(有限合伙)共同出资成立的混
2025年4月11日,上海市市场监管局网站发布《衢州工业控股集团有限公司收购一道新能源科技股份有限公司股权案》的经营者集中简易案件公示表。公示信息显示:衢州工业控股集团有限公司(“衢州工控”)下属子公司与北京睿汇海纳科技产业基金(有限公司)(“北京睿汇”)签署协议,衢州工控收购一道技股
印度奥里萨邦政府已在Dhenkanal地区为INOXSolar分配土地,用于建设年产能分别为4.8GW的太阳能电池和组件制造工厂。该项目总投资预计约为400亿印度卢比(约合48.2亿美元),将为当地创造超过3,500个就业岗位,并助力印度实现到2030年非化石能源装机达到500GW的国家目标。INOXSolar隶属于INOXGFL集团,该
4月10日,伏图拉(银川)科技有限公司太阳能一体化基地及大型电站项目在宁夏银川高新区临港产业园区正式开工。据介绍,伏图拉(银川)科技有限公司太阳能一体化基地及大型电站项目计划总投资65亿元,分两期进行建设。一期项目计划投资20亿元,建设5GW太阳能组件工厂及500MW钙钛矿中试车间;二期项目投资45
4月3日,甘肃省陇南市人民政府印发《陇南市贯彻落实〈甘肃省打造全国重要的新能源及新能源装备制造基地行动方案〉工作任务清单》(简称“清单”)。《清单》显示,到2025年底,陇南全市风电项目新能源装机规模突破100万千瓦,装机占比达到43%左右、发电量占比达到18%左右;新型储能项目取得实质性进展
4月10日,天合光能发布公告称,公司近日与全球钙钛矿/晶硅太阳电池技术领军企业OxfordPhotovoltaicsLtd.(以下简称“牛津光伏”)正式达成独家专利许可协议,通过此次合作,公司获得了在中国内地研发、制造、销售、许诺销售、使用、分销基于牛津光伏钙钛矿电池技术和钙钛矿/钙钛矿叠层技术及钙钛矿/晶
美国白宫4月9日表示,由于中国未撤回关税反制措施,从美国东部时间9日起,将对来自中国的商品加征50%的关税,使得中国商品的总关税税率达到104%,这是中美贸易战爆发以来最严厉的一次制裁。而这对于光伏行业而言,已屡见不鲜。当中国光伏产品凭借强大的竞争力横扫70%市场份额时,海外市场出于竞争压力
日前,越南BovietSolarTechnologyCo.Ltd.(以下简称“博威太阳能”)宣布,其位于美国北卡罗来纳州格林维尔的首座光伏组件厂正式投产。该工厂总投资达2.94亿美元,将采用N型太阳能电池技术,生产高性能的GammaSeries单面光伏组件和VegaSeries双面光伏组件。BovietSolar将于4月24日在工厂举行开业仪式,
日前,印度光伏制造商WaareeEnergies在古吉拉特邦Chikhli的5.4GW太阳能电池超级工厂正式投产,这一项目成为印度迄今为止规模最大的光伏电池生产基地。据悉,Waaree分两阶段投产了位于Chikli的工厂,涵盖PERC和TOPCon技术。该公司今年1月已投产1.4GW单晶PERC产能,2月,其首席执行官AmitPaithankar表示
北极星电力网获悉,广东省发改委发布《广东省2025年重点建设项目计划表》,包括256个能源电力项目,整理如下:广东省2025年重点建设项目计划表三峡阳江青洲五海上风电场项目三峡阳江青洲七海上风电场项目中广核阳江帆石二海上风电场中广核阳江帆石一海上风电场大唐南澳勒门Ⅰ海上风电扩建项目汕尾红海
4月11日,隆基在安徽芜湖基地宣布:经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)权威认证,其自主研发的杂化背接触晶硅太阳电池HIBC(HybridInterdigitated-Back-Contact)光电转换效率达到27.81%,将单结晶硅光伏电池的极限探索推向新高度。2022年11月,隆基创造了26.81%的晶硅电池转换效率世界纪录;2024年5月,隆
我国能源领域民营企业发展现状与建议来源:中能传媒研究院作者:邱丽静(中能传媒能源安全新战略研究院)民营经济是推进中国式现代化的生力军,是高质量发展的重要基础。能源是国民经济和社会发展的重要基础。近年来,油气勘探、核电开发、新能源基建等环节持续向民企开放,为民营企业开辟了大规模的增
3月18日,国际独立第三方检测、检验和认证机构德国莱茵TV大中华区(简称“TV莱茵”)在上海举办2025“AllQualityMatters”光储盛典启动仪式暨发布会,宣布今年的“光储盛典”将于9月在常州举行,并公布了本届“AllQualityMatters”优胜奖奖项设置及评选规则。TV莱茵2025光储盛典启动仪式上海交通大学太
2025年是“十四五”规划收官之年。今年政府工作报告提出,“积极稳妥推进碳达峰碳中和。加快建设‘沙戈荒’新能源基地,发展海上风电,统筹就地消纳和外送通道建设”。如何将清洁能源大规模转化为持续稳定的电能供给?两会代表委员聚焦“新能源”“科技创新”“绿色低碳”等话题,为加快构建新型电力系
从戈壁荒漠变身“能源新蓝海”,到闲置盐穴担当“大型充电宝”,当前我国能源转型“绿”潮涌动,风电光伏跃升发展,新型储能、氢能等新业态加快培育,为我国经济社会高质量发展注入新动能。3月5日提请十四届全国人大三次会议审议的政府工作报告提出,加快建设“沙戈荒”新能源基地,发展海上风电,统筹
日前,个别省发布“光伏领跑者计划”,组件转换效率要求为24.2%,额度为2GW,占光伏风电保障性整体指标的20%。在过去十数年间,国家能源局数次下发领跑者计划,促进了光伏产业有序发展并加快了先进技术的批量化落地,为最终实现平价上网提供了强力支撑。然而,针对此次领跑者计划,引来了许多讨论,有
在全球能源变革的浪潮中,中国能源企业如雨后春笋般崛起。东方日升新能源股份有限公司更是凭借卓越的技术创新能力、完善的产业链布局以及对社会责任的担当,在激烈竞争中脱颖而出,强势跻身中国能源500强,成为能源领域当之无愧的璀璨明星。东方日升自成立以来,始终专注于新能源的开发与利用,在光伏
1月23日,拉普拉斯公布上市后的第一份业绩预告。2024年,拉普拉斯预计实现归属于母公司所有者的净利润为70,000.00万元到77,000.00万元,同比增加70.39%到87.43%。归属于母公司所有者的扣除非经常性损益的净利润为57,600.00万元到64,600.00万元,同比增加60.62%到80.13%。对于本期业绩变化的主要原因,
北极星太阳能光伏网自西湖大学官网获悉,近日,西湖大学未来产业研究中心、工学院王睿团队在柔性叠层太阳电池领域取得了重要突破,成功让钙钛矿与铜铟镓硒这两种材料叠在一起,使得光电转换效率达到23.4%。北京时间2025年2月3日,相关研究论文以“Divalentcationreplacementstrategystabilizeswide-ban
岁末年初,光伏企业陆续披露2024年度业绩预告。据统计,在光伏全行业陷入亏损泥沼之际,仍有16家企业实现盈利,主要集中于辅材、逆变器环节。苏州固锝:净利润:6102.92万元–9154.38万元1月24日,苏州固锝发布2024年年度业绩预告。根据公告,归属于上市公司股东的净利润盈利:6102.92万元–9154.38万
1月14日至16日,2025中东世界未来能源展会(WFES2025)在阿联酋阿布扎比隆重举办。作为中东地区最具影响力的清洁能源展会,400多家展商参展,吸引了超过2万名观众。本次展会隆基以“LeadingintoInfinity”为主题,以BC技术展示为重点,携HPBC二代新品Hi-MO9、Hi-MOX10以及“PV+”解决方案隆重登场,通
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!