登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
3月15日,中国第一大风机制造商金风科技宣布,以战略投资者身份领投英国钙钛矿太阳能发电公司牛津光伏有限公司(Oxford PVTM)D轮融资,投资金额2100万英镑。
4月26日,长江三峡集团旗下三峡资本联合中国三峡新能源与杭州纤纳光电科技有限公司(简称纤纳光电)宣布,三峡资本以战略投资者身份注资纤纳光电,投资金额5000万人民币。这家成立不足4年的公司,目前是全球钙钛矿太阳能组件光电转换效率的世界纪录的保持者。
所谓钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells),是利用钙钛矿的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代新概念太阳能电池之一,具有光电转换效率特别高、成本低的特点,目前实验室转换率水平最高接近30%,是目前已经发现的实验室光电转换效率最高的太阳能电池。
不过,从全球来看,虽然钙钛矿太阳能电池尚处实验室阶段,并未实现真正的量产,但随着技术进步,2020年量产的脚步已越来越近,钙钛矿太阳能电池有望成为光伏行业的“搅局者”。
十年磨一剑
太阳能电池是一种通过光电效应或者光化学反应直接把光能转化成电能的装置。从结构上来看,太阳能电池一般是由很多层材料堆积起来的,其中起到光吸收作用的层叫做吸收层。太阳能电池也按照吸收层的材料特性来命名,比如晶体硅太阳能电池的吸收层就是单晶硅或者多晶硅;薄膜太阳能电池的吸收层一般是厚度几个微米的薄膜材料;而钙钛矿太阳能电池的吸收层就是钙钛矿。
1883年,美国发明家Charles Fritts成功制造了人类第一块太阳能电池——硒上覆薄金的半导体/金属结太阳能电池, 其光电转换效率仅约1%。1954年,美国贝尔实验室Pearson、Fuller和Chapin等人研制出了第一块晶体硅太阳能电池,获得4.5%的转换效率, 开启了利用太阳能发电的新纪元。
在最近的半个多世纪里,太阳能技术发展大致经历了三个阶段:第一代太阳能电池主要指单晶硅和多晶硅太阳能电池,其在实验室的光电转换效率已经分别达到25%和20.4%;第二代太阳能电池主要包括非晶硅薄膜电池和多晶硅薄膜电池;第三代太阳能电池主要指具有高转换效率的一些新概念电池, 如钙钛矿电池、染料敏化电池、量子点电池以及有机太阳能电池等。
其中,钙钛矿太阳能电池的进展最受人关注。需要解释的是,钙钛矿(Perovskite)材料是以俄国矿物学家列维·佩罗夫斯基(Lev Perovski)的名字命名。最早被发现的钙钛矿材料是钙与钛的复合氧化物。后来,钙钛矿的概念有了很大的延展,它已经不特指钙钛复合氧化物,而用来泛指一系列具有ABX3化学式的化合物,在这里,A可以是甲氨基等有机分子基团,而B可以是铅原子(也可以是锡原子),X则一般含有卤素原子。
在太阳能电池领域,一般使用的是有机无机复合的钙钛矿。钙钛矿一般是作为太阳能电池的吸收层来使用,在接受太阳光的照射以后,钙钛矿吸收了光子以后会产生电子——空穴对。电子带负电,而空穴可以看成是带正电。当阳光照射到这些电子——空穴对上时就形成了光电流。
最早将钙钛矿应用到电池上的是日本横滨大学教授Akihiro Kojima。2009年,他首次将有钙钛矿结构的有机金属卤化物(CH3NH3PbI3和CH3NH3PbBr3)制成吸光层用到染料敏化太阳能电池,得到3.8%的转换效率,后来由于液态电解质导致钙钛矿材料很快分解,从而使电池效率很快衰减。但是研究人员很快意识到钙钛矿既善于吸收阳光,还能运送电荷。
就这样,钙钛矿太阳能电池诞生了。
稳定性成瓶颈
经过十年的发展,钙钛矿太阳能电池的实验室光电转换效率已经高达27%,在太阳能电池行业遥遥领先。
换句话说,以钙钛矿为原料制造的太阳能电池可以将大约1/4的太阳光直接转化为电能。
从光电转化率提升速度来看,钙钛矿也具有明显优势。以目前市场份额最高的多晶硅太阳能电池为例。1985年,多晶硅太阳能电池的实验室转化率为15%左右,在2004年达到20.4%;而后其转化率虽略有提升,但微乎其微。
对比之下,2009年钙钛矿太阳能电池实验室转化率为3.8%,如今实验室小面积器件(面积大小在几平方毫米)转化率在22%~23%,效率提升速度惊人,目前仍在继续提升中。
从全球来看,英国牛津光伏公司的太阳能电池转换效率居于领先地位。其推出的钙钛矿叠层电池光电转换效率已经达到了28%的世界纪录,这也超过了26.7%的单晶硅电池效率纪录。同时,牛津光伏公司的钙钛矿叠层电池技术路线图显示,其光电转化效率将超过30%。
需要注意的是,目前,转换效率较高的钙钛矿太阳能电池的尺寸均为实验室级别,但随着电池尺寸的增加,其光电转换效率会随之下降。
从成本来看,钙钛矿太阳能电池由于材料吸光能力强、对杂质不敏感和生产工艺能耗低,其综合成本大大降低。
研究表明,钙钛矿电池对光的吸收能力是传统太阳能电池材料的100倍,因此钙钛矿电池只需使用1/100的厚度,即可产生相同的能量输出,相应减少了所需材料数量,而且产生的电压更高,还能增加能量产出。
同时,钙钛矿材料对杂质不敏感,通常90%左右纯度的钙钛矿材料就可以用于制造效率达到20%以上的太阳能电池。晶硅材料则对杂质非常敏感,纯度必须达到99.9999%以上才能用于制造太阳能电池。
由于钙钛矿材料可以溶解在普通溶剂之中,钙钛矿组件可以通过溶液涂布工艺生产,整个生产工艺流程温度不超过150度。而晶硅材料的铸锭和提拉都需要在1500度以上高温,生产能耗差距可想而知。
这种不同材料体系的成本差异具体体现为:晶硅太阳能电池每平方米造价为500~700元,薄膜太阳能电池每平方米造价1300~1400元,钙钛矿太阳能电池每平米预计成本将低至100元。
尽管具备转化效率高、成本低的优点,但钙钛矿太阳能电池也面临稳定性差导致的寿命较短的问题,这也是其最致命的弱点。
由于钙钛矿太阳能电池对潮湿环境敏感,暴露在潮湿空气中会很快分解,就连昼夜温差造成的水蒸气也可能对它造成伤害,因此必须对其进行防水封装。
目前,钙钛矿电池已经经过了1万小时的持续光照实验,按照全天平均日照时长4小时计算,钙钛矿电池理论寿命为6.8年,考虑到实际日照时间以及日常损耗,钙钛矿电池正常寿命应小于6.8年。相比于硅电池的理论寿命25年,还有很大差距。
可喜的是,2016年以来,随着新型多离子混合型钙钛矿材料的应用,以及缓冲层材料逐渐无机化,钙钛矿太阳能电池的工作寿命正在稳步提高,在实验室中已可实现连续1000小时工作衰减低于5%。
2020年量产可期
目前,钙钛矿太阳能电池正处于量产的前夜。
在过去十年里,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如英国牛津大学,瑞士洛桑联邦理工学院,中国科学院、南方科大,日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,致力于实现钙钛矿太阳能电池的量产。
纤纳光伏联合创始人姚冀众公开表示,“钙钛矿技术发展到今天已经不是简单的技术储备,自技术兴起以来,得到了学术界和产业界极大的关注和投入。短短几年转换效率及稳定性都有了很大提高,已经具备了产业化条件。”
姚冀众透露,纤纳光电正在为接下来的量产做最后准备,组建全球首条20兆瓦钙钛矿太阳能电池生产线。未来,在15%~16%的光电转化率条件下,纤纳光电的钙钛矿太阳能组件每瓦成本将低于1元。
比纤纳光伏更进一步,中国民营能源集团协鑫集团和英国牛津光伏公司都提出了钙钛矿太阳能电池量产的时间表。
今年2月,协鑫集团旗下苏州协鑫纳米科技发布了其在钙钛矿光伏组件技术方面的突破性进展。协鑫纳米已经率先建成10兆瓦级别大面积钙钛矿组件中试生产线,完成了相关材料合成及制造工艺的开发,并已开始100兆瓦量产生产线的建设工作,计划于2020年实现钙钛矿光伏组件的商业化生产。
据介绍,协鑫纳米10兆瓦中试生产线所制造的钙钛矿光伏组件尺寸为45厘米×65厘米,光电转化效率达到15.3%。这是全世界范围内最大面积的钙钛矿光伏组件,也是大面积钙钛矿组件效率的最高数值。
协鑫纳米正在建设中的100兆瓦量产生产线,将把组件面积扩大至1米×2米,组件光电转化效率将提高至18%以上。在现有的工艺条件下,100兆瓦量产线的钙钛矿光伏组件的成本预计将低于1元/瓦,量产组件的工作寿命将达到25年以上。当产能扩大到1吉瓦以上时,钙钛矿组件的制造成本还将进一步下降到每瓦0.7元左右。
在国外,今年3月,牛津光伏从其最大股东梅耶博格技术公司购买了一条200 兆瓦异质结生产线用于钙钛矿电池试生产,此生产线将于2020年底在牛津光伏哈弗尔河畔勃兰登堡的工厂中试运行。牛津光伏将这一生产线电池转换率的初始目标定为27%。
人们有理由相信,2020年或将成为人类光伏发电历史上的拐点。
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。
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
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
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
2月5日,衢州市委召开“工业强市、产业兴市”打造高质量发展建设共同富裕示范区市域样板推进会。会上共有76个项目签约,计划总投资594.5亿元。其中,年产5GW钙钛矿太阳能电池产业基地项目签约常山县。据悉,该项目计划总投资40亿元,用地面积500亩。一期计划投资15亿元,租用100亩厂房,建设年产1GW钙
日前,法国国家太阳能研究所(INES)校园内的CEA(法国原子能委员会)实验室开发的硅基串联钙钛矿太阳能电池已达到30.8%的效率记录。作为CEA和意大利3Sun(欧洲最大的组件制造商)领导的联合项目的一部分,所使用的串联架构超过了目前光伏超级工厂生产的传统硅技术约29%的理论效率限制。大多数国际记录
从鄂尔多斯高新区发布官微获悉,1月24日,高新区管委会、东胜区人民政府与怀宁益盛鑫磊半导体科技有限公司成功签约年产1GW钙钛矿薄膜太阳能电池项目战略合作协议。据了解,该项目将建设200MW、400MW生产线和配套的工艺研发实验室,主要生产钙钛矿薄膜太阳能电池组件,投产后可年产1GW钙钛矿薄膜太阳能
日前,临沂市兰山区人民政府办公室关于印发《兰山区推进钙钛矿太阳能电池产业发展实施方案》的通知,通知指出,到2030年,钙钛矿太阳能电池大面积制备、稳定性、转化率、良品率等关键共性技术难题实现持续突破,具备GW级大规模量产能力。钙钛矿太阳能电池产业布局持续优化,构建形成“材料—设备—电池
11月28日,以“聚焦零碳场景、共创绿氢未来”为主题的鄂尔多斯新能源研究院成果发布会在鄂尔多斯临港经济区举行。现场发布了氨氢动力矿卡130T及井下矿车、国际首款60cm幅宽离子溶剂膜产品、钙钛矿太阳能电池及钙钛矿/晶硅叠层电池、房-车-网融合与零碳微网系统4项技术成果。鄂尔多斯新能源研究院与3家
近日,由中国国际科技促进会钙钛矿产业分会主办、通威股份等联合主办的“中国钙钛矿与叠层太阳能电池(大西南)产业化论坛”在四川成都召开。本次会议为首次面向西南地区的钙钛矿论坛,钙钛矿全产业链企业及西南地区著名高校钙钛矿研究团队均出席参会,是一场面向全国的全方位领先交流盛会。通威股份光
11月20日,2024第九届国际(三亚)铝产业链绿色发展高峰论坛开幕式在海南省三亚举行。开幕式上还举行了滨州市铝产业重大投资合作项目签约仪式,20个项目签约,总签约金额157.4亿元。其中,中尽国际控股集团有限公司3GW钙钛矿太阳能电池生产线项目签约邹平市。此前,桓台县商务局组织召开鑫兰德100MW钙
从南京大学获悉,近日,南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授课题组在全钙钛矿叠层太阳电池领域取得新突破。经国际第三方权威认证机构测试,面积为1.05cm的全钙钛矿叠层太阳电池稳态光电转换效率高达28.2%,刷新了该尺度全钙钛矿叠层太阳电池的世界纪录效率,进一步推动了全钙钛矿叠层太阳电池的
三年,用三份提案,构建起新能源产业可持续发展的“绿色闭环”。翻看第十四届全国政协委员、人口资源环境委员会委员、中国华润(集团)有限公司环境健康和安全部专家张利文的履职档案,三份提案串联起中国新能源产业绿色发展的关键进程。这位深耕环保领域30余年的“老兵”,用精准的切口推动光伏回收政
2月28日,国家统计局发布中华人民共和国2024年国民经济和社会发展统计公报。初步核算,全年国内生产总值1349084亿元,比上年增长5.0%。全年人均国内生产总值95749元,比上年增长5.1%。国民总收入1339672亿元,比上年增长5.1%。全员劳动生产率为173898元/人,比上年提高4.9%。其中提出,全年规模以上工
在光伏产业加速向高效化、场景化演进的新周期,协鑫集成以技术迭代速度与产品价值深度双向突破,再次向市场展现了“协鑫速度”。截止2025年2月,协鑫集成GPC2.0电池效率突破27.5%,较去年12月底产品发布提升0.4个百分点,产能爬坡速度超预期,有望提前实现规模化量产。基于容量、收益、可靠超配优势的G
近日,安徽省蒙城县生态环境分局发布了2GW新型高效碲化镉薄膜太阳能电池(一期)项目环境影响评价第一次公示。根据公示内容,该项目建设单位为安徽繁星能源科技有限公司。本次拟租赁蒙城经济开发区内生产车间59,934平方米,按碲化镉发电玻璃生产车间工艺要求进行改造,购买、安装碲化镉发电玻璃加工生
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
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
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
北极星太阳能光伏网获悉,2月10日上午,江苏省淮安市清江浦区项目攻坚暨优化营商环境大会召开,会上提到,伏图拉项目一期已经全面竣工。据悉,在清江浦区投资建设的伏图拉N型电池片淮安基地项目是意大利伏图拉新能源集团布局光伏垂直一体化产能的重要开端,项目计划总投资50亿元,计划分两期建设,建成
自获得国家重点研发计划立项批复后,东方日升全球光伏研究院(以下简称“研究院”)积极推动HJT+技术的创新发展。2月16日,经国家太阳能光伏产品质量检验检测中心权威认证,研究院研发的钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳能电池成功实现了30.99%的转化效率。这一突破不仅彰显了研究院深厚的技术积淀和卓越的创
近期,印度光伏制造商WaareeEnergiesLimited宣布,其位于印度古吉拉特邦Navsari区Chikli的Degam村的1.4GW太阳能电池工厂正式投产。该工厂包含三条PERC电池生产线,每条年产能467MW,最大可生产210mm×210mm规格的电池片,日均产能达448,800片,核心设备使用寿命为5年。根据Waaree今年早些时候曾宣布,
2月4日,商务部、海关总署公布对钨、碲、铋、钼、铟相关物项实施出口管制的决定,包括碲,碲是生产碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池所需的原材料。原文如下:根据《中华人民共和国出口管制法》《中华人民共和国对外贸易法》《中华人民共和国海关法》《中华人民共和国两用物项出口管制条例》有关规定,为维
光伏行业不仅内卷,资本市场更是一片沉寂。这个需要集体反思。早在2021年7月,在光伏行业最为亢奋的时候,本公众号《光伏行业会诞生万亿市值公司吗?》曾经分析,光伏行业本身面临很多现实情况,很难支撑超级巨头,更是难以支持万亿市值。一语成谶。如今,光伏行业别说万亿市值,千亿市值也仅剩两家,
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
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
2025年2月27日,由中国光伏行业协会主办的“光伏行业2024年发展回顾与2025年形势展望研讨会”在北京成功召开。中国光伏行业协会名誉理事长王勃华出席会议并作“2024年光伏行业发展回顾与2025年形势展望”的主旨报告。PPT全文如下:
2025年伊始,光伏行业内不同技术路线的博弈持续升温。各类关于组件发电量的数据层出不穷,真伪难辨。事实上,从技术研发和产品开发角度,光伏的核心逻辑始终围绕度电成本的持续降低展开。衡量一项技术是否真正领先,关键在于在相同资源条件下,能否实现最优度电成本,从而为客户创造更大价值。客户价值
近日,欧洲权威测试机构TüV北德进行了日本实证项目测试。数据显示,最新一代N型TOPCon组件在2024年10月至2025年1月四个月期间(整体测试为期一年),凭借高双面率、低辐照发电性能以及近海环境下的高可靠性,综合发电量明显优于N型BC组件,平均单瓦发电量高7.78%,最高单月平均发电增益达9.84%。这一
近日,河北省工业和信息化厅发布了《关于公布2024年第三批河北省工业企业研发机构名单的通知》。经主管部门审定,英利能源发展有限公司光伏技术实验室凭借在光伏领域的技术研发实力与卓越成果,顺利通过2024年河北省工业企业研发机构A级认定。河北省工业企业研发机构认定工作,由河北省工业和信息化厅
近期,TaiyangNews发布了2025年2月版《TOPSOLARMODULESListing》报告。在本月的列表中,收录了来自32家公司的50款已实现商业化量产出货的太阳能组件——本月所有公司和组件情况与1月版均一致。如前文所述,2025年2月TOPSOLARMODULESListing列表与上月保持一致。爱旭的Comet2U系列组件继续保持领先,其
2月12日,四川省科学技术厅下发了《关于支持组建四川省陶瓷基复合材料、晶硅光伏技术创新中心的函》。由通威太阳能(成都)有限公司牵头组建的四川省晶硅光伏技术创新中心,经过公司申报、建设方案论证、专家会议答辩、现场核查、省科技厅审批等程序,成功获得组建批复,成为四川省科技厅规划建设的首
日前,五部门关于调整重大技术装备进口税收政策有关目录的通知,通知见下:一、《国家支持发展的重大技术装备和产品目录(2025年版)》(附件1)、《重大技术装备和产品进口关键零部件、原材料商品目录(2025年版)》(附件2)和《进口不予免税的重大技术装备和产品目录(2025年版)》(附件3)自2025
2月12日,生态环境部、工业和信息化部、住房城乡建设部、交通运输部、农业农村部联合发布《国家重点推广的低碳技术目录(第五批)》。包括大型光伏电站智能柔性控制技术与装置、钙钛矿太阳能电池规模化应用技术、新能源光伏气膜一化应用技术、分布式光伏直流接入电解铝柔性直流微网供电技术等。原文如
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!