第三代太阳能电池技术钙钛矿电池相对于晶硅类电池具有两个优势,一是转换效率高,且效率提升速度更快,三节钙钛矿叠层电池的理论效率可达到50%,与目前主流的25%左右电池技术相比空间较大,二是钙钛矿原材料易得且制造产业链明显缩短,其产业化潜力较大。
随着钙钛矿逐步进入量产化,尽管钙钛矿电池还处于产业化比较早期阶段,诸多技术工艺细节尚未定型,但目前单结钙钛矿制备流程基本确定,其中激光切割步骤和结晶步骤为核心步骤,各层的制备手段技术路线也还存在争议。
钙钛矿组件分为五层,以常见的反式结构为例,从上到下分别是底电极,空穴传输层,钙钛矿层,电子传输层,顶电极。
其中钙钛矿薄膜制备方法多样,狭缝涂布为目前主流,但针对 2T 叠层蒸镀亦存在潜力,电子传输层适合RPD 手段,空穴传输层适合PVD 手段,电极层则主要使用TCO 玻璃,采用PVD 或是蒸镀手段。
钙钛矿与晶硅叠层有望成为钙钛矿实现量产化路径的最优解,目前技术条件下二端和四端叠层各有优劣。
对于单结钙钛矿电池,其量产转换效率上限有限,目前产业界认为其效率上限约处于21%左右。
对于叠层晶硅钙钛矿叠层电池而言,其转换效率能达到26%以上,尽管其成本有所增加,但在考虑其对于BOS成本的摊薄之后仍具有很强的性价比。
而叠层中的两种技术路线二端与四端仍存在争议,二端制备难度较大,四端成本较高,因此仍需后续跟踪。
根据CPIA,截止2023 年2 月底,国内已有协鑫光电、纤纳光电和极电光能等 3 条百兆瓦以上产能钙钛矿产线投产。
PSCs主要设备厂商迈为股份、晟成光伏、捷佳伟创、杰普特、德沪涂膜均已收获设备订单,部分厂商已经顺利交付量产。
PSCs生产主要厂商协鑫光电、纤纳光电、极电光能均已完成超亿元融资,协鑫光电已投建全球首条100MW 大面积组件中试线,极电光能也已开始建设150MW 试验线,纤纳光电七次刷新小组件世界纪录,产业化发展欣欣向荣。
现今钙钛矿电池的投资火热,但是距离规模化应用仍具有较大距离。在钙钛矿太阳能电池的性能和成本优势尚未完全实现的同时,硅基太阳能电池的效率不断提高,成本不断下降。钙钛矿太阳能电池能否战胜强大的晶硅,仍需要时间进行验证。设备方面,镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备为钙钛矿电池制备四大设备,欢迎大家加入艾邦钙钛矿产业链上下游交流群。
复合材料光伏边框趋势渐成,20家企业秣马厉兵
原文始发于微信公众号(艾邦光伏网):钙钛矿渐行渐近,产业化已经拉开序幕