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风口上的钙钛矿,或将引发光伏行业的重大变革

2022-01-29 11:50:32来源:阅读:-

      一直以来,光伏技术的更新迭代决定着太阳能电池行业的发展。从第一代晶硅电池到第二代非晶硅、铜铟镓硒、碲化镉薄膜电池,再到当下热门的钙钛矿、量子点、HJT等第三代电池技术的竞相盛开,太阳能电池技术的持续创新和产业化探索始终是新技术的核心难点。

      行业对太阳能电池效率的降本增效要求越来越高。站在N型技术的分岔路口,当你还在纠结是Topcon还是HJT更具优势之时,作为理论转换效率高、经济性好的钙钛矿光伏电池脱颖而出,成为第三代光伏技术中最受瞩目和最受期待的技术之一。钙钛矿太阳能技术发展至今已不仅仅局限于实验室研发,而是逐步在组件转换效率、稳定性和量产规模等多个维度齐头并进,近两年获得了巨大发展。

      在光伏行业,任何一种技术的发展都离不开“性价比”的较量,对于钙钛矿来说,高光电转换效率、优异的稳定性是产业化前提,而规模化的产能和有效降低成本、实现良好的经济效益则是推动钙钛矿技术大规模市场化的支撑。在这三大要素中,纤纳光电是最接近目标的一家钙钛矿商业化公司。


      攻克效率科学难题,平均每年稳步提升1.5% 

      2009年钙钛矿第一次被用于光伏发电领域,经过十余年的发展,光电转换效率从3.8%做到了实验室效率25.7%,当前全球小组件最高效率为21.4%,而实现这一新纪录的是全球知名钙钛矿领军企业及产业化先锋——纤纳光电科技,该公司至今已7次刷新钙钛矿组件光电转化效率的世界纪录。

      一直以来,由于钙钛矿缺乏大面积、高性能的薄膜制备工艺,导致钙钛矿组件效率的提升受到制约。而纤纳光电在坚持不懈的努力下,以平均每年1.5%的速度提高钙钛矿组件转换效率,受到了全球业界瞩目。他们通过多年的研发创新和在小试、中试线上的技术积累,制约钙钛矿组件效率提升的科学难题已被攻克。这一连续性的跨越式突破,将钙钛矿光伏技术推向了一个全新阶段。


      打破稳定性边界,商业化才有无限可能

      要实现钙钛矿技术产业化,组件稳定性是非常关键的先决条件。一直以来,钙钛矿材料的稳定性就是世界级难题,存在着巨大挑战。与晶体硅组件的衰减机制不同,钙钛矿组件在高剂量光辐照和加热条件下吸光材料结构易被破坏,导致组件性能迅速衰减,因此提高钙钛矿组件的光热稳定性是近年来亟待攻克的科学难点。

      所以近年来,纤纳将重心聚焦在钙钛矿组件的稳定性上。2019年12月通过了国际电工委员会IEC61215测试,获得了全球第一个钙钛矿组件稳定性第三方认证报告;2021年2月,他们又获得全球首个钙钛矿组件稳定性多倍加严认证,其中紫外耐老化测试等同于IEC标准的6.5倍、湿热耐老化测试等同于IEC标准的3倍。

      业内曾经流传着一种说法,十年寿命是钙钛矿的一个门槛。纤纳的钙钛矿组件通过第三方检测机构的多倍加严认证,组件功率基本维持在初始值,与晶硅组件的老化衰减水平接近,实验室理论寿命可达30年。这两次稳定性认证意味着纤纳已成功跨越了钙钛矿光伏技术的“死亡之谷”,其稳定性与已经商业化的传统光伏技术基本相当。


      高效+稳定性+产能是钙钛矿商业化的门槛

      推动钙钛矿实现产业化的支撑因素——产能与成本必不可少。钙钛矿电池技术的原材料成本仅为传统晶硅材料的1/20,大规模应用后,发电价格可降低至目前传统晶硅电池的一半左右。同时,钙钛矿还可以与晶硅电池、HJT等电池进行叠加,进一步提高存量电池的转换效率。不需要替换掉原有的产线,减轻企业前期投入压力,从而做到最大幅度的降本增效。当前全球最高的四端子叠层组件效率为26.63.%,也是由纤纳创造的。

      2020年纤纳在浙江衢州率先建成了国内首个钙钛矿生产基地,首批20MW中试线产品已在小型电站上示范应用,100MW规模化产线即将投产,钙钛矿光伏技术的商业化进程正在被稳步快速的推进。

      在太阳能电池技术迭代更新的当下,钙钛矿成为一颗冉冉升起的“新星”。作为该技术的领航者,纤纳将全面展现科创实力,结合他们在小试、中试线上所积累的量产经验,为钙钛矿光伏新技术的发展与产业化落地提供更强劲动能,服务国家“双碳”目标,助力传统能源的绿色升级。

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