20.3%的鈣鈦礦電池技術(shù)

人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)太陽(yáng)，太陽(yáng)能不僅為植物生長(zhǎng)提供光源，而且也能為人類(lèi)提供能源，現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽(yáng)能。NREL發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)結(jié)合碘、溴和氯提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性?；瘜W(xué)成分的變化使鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池能夠顯著提高壽命和效率。該研究制造出了20.3%的光伏電池效率。

鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池是最有競(jìng)爭(zhēng)力的下一代光伏技術(shù)，有可能以最低成本實(shí)現(xiàn)組件效率的提高。研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的三鹵鈣鈦礦合金，可以提高功率轉(zhuǎn)換效率和光穩(wěn)定性。

鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池通常使用碘和溴，或溴和氯的混合物制成，但研究人員改進(jìn)了這一配方，將所有三種鹵化物都混合在一起。研究證明了這種方法的可行性。

在碘和溴中添加氯會(huì)形成三鹵鈣鈦礦相，并抑制光誘導(dǎo)的相分離，即使在太陽(yáng)光的照射下也是如此。在60°C、85°C條件下運(yùn)行1000小時(shí)后，光伏電池的初始效率損失僅為3%左右。

隨著鈣鈦礦電池技術(shù)越來(lái)越成熟，鈣鈦礦量產(chǎn)化時(shí)代也在穩(wěn)步邁進(jìn)。其中鈣鈦礦/硅疊層技術(shù)是鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化很好的發(fā)展方向。

硅仍然是光伏電池的主要材料，但該技術(shù)的理論最高效率接近29.1%，迄今已達(dá)到26.7%的效率記錄。但是將鈣鈦礦置于硅太陽(yáng)能電池上制造出的多結(jié)太陽(yáng)能電池可以顯著提高效率，降低太陽(yáng)能發(fā)電成本。NREL的科學(xué)家們發(fā)明了一種效率為27%的鈣鈦礦/硅疊層光伏電池。晶硅電池本身的效率約為21%。

劉生忠教授也曾經(jīng)研制出了綜合效率為27%的高效的半透明鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。當(dāng)半透明鈣鈦礦電池與23.3%PCE的異質(zhì)結(jié)硅太陽(yáng)能電池疊層串聯(lián)時(shí)，新異質(zhì)結(jié)電池的綜合效率獲得新突破，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到27.0%。

目前，已經(jīng)有泰興中智電力、通威太陽(yáng)能、山西晉能、漢能、福建鈞石等諸多企業(yè)開(kāi)始嘗試異質(zhì)結(jié)疊層電池的商業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。協(xié)鑫納米在中國(guó)光伏異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)業(yè)化論壇上提出將鈣鈦礦電池與晶硅電池組成疊層異質(zhì)結(jié)。

近日，北京曜能和神華光伏簽署了開(kāi)發(fā)鈣鈦礦疊層電池相關(guān)技術(shù)的戰(zhàn)略合作協(xié)議。牛津光伏此前也與風(fēng)電巨頭金風(fēng)科技和設(shè)備供應(yīng)商梅耶博格進(jìn)行了深入合作，預(yù)計(jì)于2020年實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦/晶硅疊層電池的量產(chǎn)。相信再過(guò)幾年到幾十年，當(dāng)人類(lèi)利用太陽(yáng)能的技術(shù)很成熟的時(shí)候，這樣就有了無(wú)窮盡的能源供給社會(huì)的使用，再當(dāng)下就需要研究者更加努力研究新技術(shù)。