新2网址大全www.hg8080.vip)实时更新发布最新最快最有效的新2网址和新2最新网址,包括新2手机网址,新2备用网址,皇冠最新网址,新2足球网址,新2网址大全。


这次转换效率的突破表明,钙钛矿叠钙钛矿(即全钙钛矿叠层电池)可实现的效率远超单结钙钛矿电池。



从光伏终局的本质角度看,增效与降本是永恒的诉求。在理论极限上,HJT电池、TOPCon电池的极限转换效率为27.50%、28.70%。但是单结钙钛矿电池理论最高转换效率可达31%,多结电池理论效率达45%,且制作过程无需硅料,原材料储量丰富、价格低廉。


根据产业调研,协鑫、纤纳有望2023年各招标钙钛矿电池1GW,GW级招标明确落地是光伏企业的里程碑意义事件,有望开启2020年以来HJT设备长牛趋势。


看好两条主线:


①可能有主题业绩+主业基本盘较小且质地尚可:奥来德、微导纳米、德龙激光;


②可能有主题业绩+主业基本盘较大:迈为股份、捷佳伟创、京山轻机、帝尔激光、杰普特等。


一、第三代光伏电池技术正在崛起


钙钛矿太阳能电池,采用具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化的金属卤化物作为吸光层,其吸光性能远高于晶硅材料,能量转换过程中能量损失极低。在理论极限.上,能量转换效率远高于晶硅电池和薄膜电池。


设备投资额方面,晶硅电池在四个不同工厂内分别加工硅料、硅片、电池、组件,此过程需要至少耗时3天,而钙钛矿电池的生产流程简单,可在45分钟内将玻璃、胶膜、靶材、化工原料在单一工厂内加工成为组件,产业链显著缩短,价值高度集中。


根据纤纳光电、协鑫纳米、牛津光伏等三家公司公布的数据,以达到1GW产能需要的投资金额来对比,晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来,需要大约9亿、接近10亿元的投资规模,而钙钛矿实现1GW产能需要的投资金额约为5亿元左右,是晶硅的1/2左右,比起投资更高的第二代GaAs薄膜太阳能电池,成本更是只有1/10。


二、2026年BIPV用钙钛矿电池市场空间约409亿元


根据各家已公开钙钛矿产能规划情况,2022年钙钛矿组件产能约为0.87GW,2023年钙钛矿组件产能有望>;1GW。2026年钙钛矿组件产能预计24GW。假设2022/2026年钙钛矿设备单GW投资额分别为15/7亿,对应市场规模为13/168亿。


钙钛矿电池应用方面,BIPV用钙钛矿电池市场空间广阔:


①假设2022-26年建筑业房屋竣工面积增速为2%/3%/1%/19%/1%;


②根据2021年全国建筑业企业房屋竣工面积构成占比计算不同类型建筑的房屋竣工面积;假设住宅房屋、厂房及建筑物、公共机构建筑的容积率分别为2/0.7/1,幕墙立面面积为竣工面积的17.92%,据此计算各种建筑类型的光伏可安装面积;


③假设2022-26年各建筑类型光伏覆盖率逐年提升,并假定每平方瓦数为200w/平方米,假设每瓦单价以每年7%的速率下降。


根据上述推算,预计2022年-26年钙钛矿电池在BIPV领域的市场规模为12/30/108/178/409亿元。


延伸阅读:


中国钙钛矿电池发展将突破稳定性及效率问题,产业将走到世界前列


2013年,钙钛矿太阳能电池被Science评选为十大科学突破之一。今年,该技术迎来里程碑式的发展。其中,不仅有先进的钙钛矿组件出货交付和电站落成,也有钙钛矿电池转换效率的再次提升。


12月22日,络绎科学产学研开放麦第六期以“钙钛矿电池优化路径”为主题,专家深入探讨了钙钛矿电池在研发与量产过程中的问题与挑战,畅谈钙钛矿电池的过去、现在与未来。他们从不同视角分享了钙钛矿领域的创新点、先进技术、性能、工艺制备、产业投资、应用等方面的独到见解。


活动邀请到南京大学现代工程与应用科学学院教授、仁烁光能创始人兼董事长谭海仁,浙江大学光电学院长聘教授狄大卫,哈尔滨工业大学(深圳)理学院教授陈怡沐,中科育成投资合伙人及总经理李伟志,由Venture Lab项目经理张帆主持会议。


1.进一步提升钙钛矿电池效率


钙钛矿电池单结理论极限效率超30%,叠层模式下可达40%以上。电池的实验效率从2009年的3.8%提升至目前的25.7%。此外,由于钙钛矿电池材料的可设计性较强,电池效率的提升速度远高于晶硅电池。


(来源:Pixabay)


那么,从材料体系上看如何改进才能够进一步提升其效率?在单结电池和叠层电池的改进过程中需要解决哪些问题呢?针对这两个问题,以叠层电池为主要研究方向的谭海仁教授首先给出了详细的解答。


他介绍:“主要有两个因素能够影响钙钛矿电池的转换效率:第一是其材料本体的质量;第二是各个表界面的质量。在过去的几年,这两个影响因素都有所改进。但是,从材料设计与制备工艺方面还有很多工作要做,使其突破单层电池的理论极限问题,从而慢慢发展成叠层电池。


陈怡沐的主要研究方向是钙钛矿单晶的光电子器件以及钙钛矿器件的光学设计问题。关于电池的效率问题,他说:“单晶钙钛矿电池在材料体系方面既有优势也有缺陷,目前仍处于初期发展阶段。”


据了解,单晶电池的效率提升主要存在两方面的问题:一方面是单晶电池的晶体生长问题。晶体生长需要应用稳定的工业气相生长方法,而科学家对于钙钛矿单晶在此领域研究较少。因此,会导致单晶质量、面积、规模无法与多晶电池工艺比拟;另一方面是单晶生长界面领域处于待开发状态。


“单晶钙钛矿电池的转换效率在22.8%左右,这相较于钙钛矿多晶电池还是有发展空间的。总之,我们只有解决了单晶电池晶体的生长方式,才能真正提升效率。”陈怡沐补充说。


狄大卫团队目前主要从事钙钛矿与有机发光器件的研究工作。他对“提升钙钛矿电池的效率,需要兼顾材料与器件设计的改变”持赞同观点。他认为:“硅电池与钙钛矿电池在材料设计方面区别巨大。硅是单元素、带隙能量基本固定的一种半导体,而钙钛矿电池的优势在于它的材料可设计、可调控的空间非常广阔,这也会引致新的更高效率的器件设计。”


钙钛矿电池目前的量产组件效率大约在15-18%,限制其产业化效率落后于实验效率的关键因素是什么?几位专家各抒己见。


(来源:Pixabay)


谭海仁说:“钙钛矿电池目前还没有真正实现量产,还没有公布准确的组件效率数据。目前,中国钙钛矿电池产业化走在世界前列,几家公司中试的量产线正在开发和运行过程中。我认为,未来的一到两年内可能会在组件层面真正实现量产。”


然而,在真正从实验室迈向产业化过程中,会出现很多关键问题,比如扩大实验室面积。不仅如此,在基础科学方面,实验人员还需要在大规模实验室里制备出致密的钙钛矿薄膜。


从小面积实验室到大面积工厂,在设备的成熟度方面,除了需要解决钙钛矿薄膜自身的量产问题,还需要解决激光划刻、互连、大面积封装等问题。


因此,谭海仁表示,钙钛矿电池从实验室走向产业化目前仍处于量产探索阶段,效率不会很高。具体来讲,钙钛矿组件效率大幅下降的原因主要在于工程方面,包括钙钛矿薄膜制备的不均匀性等。


陈怡沐说:“我们需要对材料配方、结晶方式等多方面进行系统调控,才能够确保钙钛矿组件的效率。在制备大面积钙钛矿太阳能电池的过程中,如果能够实现运用激光对材料进行切割,就可以大幅提升效率。”


“所以,我们需要在器件结构方面对系统进行重新设计与调控,才能够保证电池效率进一步增加。”他补充说。


此外,组件的设计方式与普通方法有所不同。产业化时运用的是涂布制备方法,这与实验室里运用的方法完全不同。

,

ag区块链百家乐会员注册www.eth0808.vip)是用以太坊区块高度哈希值开奖的百家乐游戏,有别于传统百家乐游戏,ag区块链百家乐游戏绝对公平,ag区块链百家乐结果绝对无法预测。

,


陈怡沐认为,在产业化方面可重复性、均匀性、每个区域的光伏性是否一致等都很难保证。这会导致效率的大幅度下降。另外,在产业化过程中,需要考虑的问题很多。不仅要考虑组件附近多余的面积利用问题,还要考虑电池拼接在一起过程中电流和电压的不稳定性等问题。


中科育成投资合伙人及总经理李伟志主要关注投资与孵化科技类项目。他认为:“从投资角度来讲,钙钛矿电池是一个热点。从光伏产业应用方面来讲,最需要考虑的指标就是度电成本,这是钙钛矿电池相较于硅片产业的优势所在。”


硅片电池的技术进步在理论上成本浮动空间已经接近极限。但是,钙钛矿电池还停留在实验室范围内的技术指标。当从实验室应用到产业化方面时,其成本将会具有一定的优势。不仅如此,从材料、工艺等各方面也都涉及到技术的进步。


“目前,从我们的角度来看,这个行业领域具有技术领先性。未来,在降低成本方面会比别人更领先。另外,它还涉及到工艺的成熟和稳定,这对其成本也有很大的影响。所以,针对于此领域我们也是在边观望、边学习。”陈怡沐最后总结说。


2.改善钙钛矿电池的稳定性


钙钛矿电池存在一个严重问题,即稳定性欠佳。这既由材料本身造成,也由薄膜器件的结构导致。针对目前钙钛矿电池在提升寿命和改善稳定性等方面需要解决的关键问题,几位专家发表了各自的见解。


(来源:Pixabay)


谭海仁围绕IEC61215国际标准剖析了这个问题。他认为:“IEC61215国际标准为多种电池、晶硅、镝化镉等设定了统一规范。我们可以参照镝化镉IEC61215标准了解钙钛矿电池标准。”


“IEC61215的测试包括十几项,需要全部通过才可以证明完成了IEC61215认证措施。这个过程比较困难。”谭海仁补充说。


从科学的角度来讲,钙钛矿电池的稳定性具有相应的解决方案。产业界与科研界也都在努力促成问题的解决。从学术角度来讲,解决钙钛矿电池稳定性的核心还是要解决离子迁移问题。


因此,谭海仁表明:“我们需要抑制离子迁移问题。在器件结构设计与材料使用方面,尽量降低离子迁移造成的性能衰减。”


另外,在电子器件的封装方面,需要优化相应的技术。不断探索如何使钙钛矿电池自身降低或减少离子迁移,以及不断从材料本体分析,离子迁移的原因是什么?谭海仁认为:“本质上的原因还在于体内与表界面有很多离子迁移通道,需要想办法将其堵上。”


常见的方法之一是减少体内空位缺陷,以减少离子迁移数量。同时,还可以应用存在表界面缺陷钝化处理、制作二维层材料、在表界面上引入防止离子迁移材料等方法。这些方法在降低离子迁移的同时,也不会影响器件的性能。


第二个层面是从材料和器件结构设计层面降低离子迁移影响。具体来讲,电荷传输材料必须耐离子迁移。当卤素或A位离子迁移至界面处或传输层材料处时,至少不会对传输层材料和界面产生的明显影响。比如,用金属氧化物半导体做传输层的时候就很耐离子迁移。


“当我们将本体材料与器件结构都做的很好的时候,最后的一道重要工序就是封装。在封装钙钛矿的过程中,我们观察到它比晶硅或镝化镉材料的水氧隔离能力更好。”谭海仁最后总结说。


陈怡沐从工程的角度讲述了钙钛矿电池在稳定性方面存在的问题。他说:“我们需要关注钙钛矿电池在运行过程中存在的问题,比如点位诱导的降解与串联电池屏蔽引起的反向偏压降解,钙钛矿金属触点、材料界面电化学腐蚀、器件与封装片材料的腐蚀等。”


此外,在运行钙钛矿电池过程中会经历温差的变化,在热循环的过程中钙钛矿的每层机械开裂与界面的接触分离都会对器件的稳定性造成影响。


“另外,IEC61215测试本身是基于晶硅、镝化镉等材料的设定。钙钛矿本身还没有测试的标准。这也是国内外都在积极推动的事情,以期建立一套完善提升器件稳定性方案。”陈怡沐补充道。


狄大卫说:“钙钛矿器件的稳定性是一个非常值得探讨的问题。我也曾认为稳定性是一个不可逾越的障碍,这是钙钛矿器件步入应用的巨大挑战。但在今年,我们团队在实验室成功实现了超长寿命的钙钛矿LED,这让我们对钙钛矿器件的长期稳定性更加乐观。”


总之,目前钙钛矿电池的稳定性与早期的硅电池相比相差不大,如不接触水氧,寿命甚至更长,从长期来看可能不会成为限制其产业化的主要原因。


3.解决钙钛矿电池制备工艺一致性问题


目前,钙钛矿电池规模量产尺寸只有1*2m。生产工艺的不稳定是制约尺寸放大的关键因素。这需要在科学研究到工艺制备的过程中拥有统一解决方案,确保一致性。


工艺的一致性问题包括几个层面。第一个层面是在大面积制备薄膜方面是否可以实现空间上的均匀性,这也是目前产业化难题之一。


当放大到平米级尺寸制备时会产生一定的宏观缺陷,包括:出现微孔、薄膜不够致密、在空间不同尺寸与不同位置上呈现出光电性能不一致等问题。


第二个层面是工艺一致性问题。它取决于在于不同时间段内生产的钙钛矿电池的性能是否可以稳定化。只有解决上述两个层面的问题,钙钛矿电池才能够实现量产。


谭海仁表示:“薄膜光伏电池要做到平米级的尺寸,工程化难题在于钙钛矿的制备工艺。目前,并没有统一的制备方案,不同的钙钛矿企业制备工艺具有一定的差别。”


狄大卫说:“钙钛矿电池需要低温制备,这种温度与环境敏感性会为产业化带来一定的挑战,也会影响钙钛矿电池的长期稳定性。钙钛矿电池技术路线繁多,缺乏统一的制备工艺,目前器件性能的可重复性仍普遍较差。”


另外,钙钛矿材料在印刷涂布层膜的过程中会对原材料十分敏感。不仅如此,合成工艺、残留元素、杂质等都可能会对成膜的结晶质量造成影响。


因此,研究人员需要从上游材料体系端确保合成材料组分与性能的一致性。实际上,这对下游材料的生产同样会有帮助。


陈怡沐建议:“需要对油墨进行标准化处理。例如,后期要想实现高通量加工,钙钛矿油墨需要具有更长的保质期。”


“一般来说,在实验室制备过程中,我们可以实现溶液的快速配置,尽快实现薄膜沉积。在高通量实验中,我们需要油墨具有更长保质期(数周)。”陈怡沐补充道。


另外,还需要对溶液的稳定性进行相应处理,包括溶液的老化,以保证油墨在涂布过程中的均一性,进一步提升其工艺一致性。


针对钙钛矿的工艺一致性问题,狄大卫总结说:“钙钛矿电池的可重复性是难点。在镀膜或前期材料制备方面,需要有可控的工业环境。这需要从温度与湿度等方面去标准化,尽量不要有太大的波动或改变。在电池制备流程比较完善时,也可在产线中引入材料特性相关的一些自动化监测工艺。”


4.钙钛矿电池未来的发展机遇


钙钛矿电池的制备流程简单,在产业链与价值集中度等方面都具有优势。然而,令人遗憾的是,其生产技术门槛较高,企业只有掌握所有工艺才能进行生产。


值得庆幸的是,钙钛矿电池材料制备已经能够实现国产化,也能实现自给自足。但是,具体到封装材料领域,还是要依赖于进口。这与国家化工基础薄弱相关。值得庆幸的是,近年来,中国在封装材料国产化方面进步很快。未来几年,会逐步解决这些问题。


目前,尚处于钙钛矿电池研发的早期阶段。业内科学家根据钙钛矿电池与晶硅电池的不同应用领域范围,进行相应的产业化,并找出钙钛矿电池的优势,将产业化落地实施。


在此过程中,叠层电池一定是未来光伏产业的发展方向之一。因为,它能够实现降本增效、节能降耗。钙钛矿材料的出现也正为此提供了机会。


总之,本次产学研开放麦期间,演讲嘉宾针对钙钛矿电池的效率、从实验室走向产业化、改善稳定性、解决工艺一致性等方面的问题进行了深入的剖析。几位专家畅所欲言,从技术、产业与投资的角度为大家深入讲解了各自的实践经验。最后,他们还探讨了未来钙钛矿电池的发展机遇。


来源:wps3309、络绎科学

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

,

telegram采集群组www.tel8.vip)是一个Telegram群组分享平台。telegram采集群组包括telegram采集群组、telegram群组索引、Telegram群组导航、新加坡telegram群组、telegram中文群组、telegram群组(其他)、Telegram 美国 群组、telegram群组爬虫、电报群 科学上网、小飞机 怎么 加 群、tg群等内容。telegram采集群组为广大电报用户提供各种电报群组/电报频道/电报机器人导航服务。

Allbet声明:该文看法仅代表作者自己,与本平台无关。转载请注明:新2网址大全:全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率再创新高,达到了29.0%
发布评论

分享到:

dự đoán xsmb(www.84vng.com):日本首相岸田文雄将于1月13日访美
你是第一个吃螃蟹的人
发表评论

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。