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安徽光伏發電:疊層技術可行嗎?
2020.04.26

疊層技術會是進一步提高光伏電池效率,降低度電成本的有效途徑嗎?應該如何疊層?疊層會成爲光伏電池技術的創新之戰?在實際發電應用中可行嗎?

近日,中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員李永舫在接受中國科學報專訪時表示,疊層技術是進一步提高光伏電池效率,降低光伏發電成本的有效途徑。他介紹,鈣钛礦太陽電池與晶矽電池相比,能更有效地利用高能量的紫外和藍綠可見光,而晶矽電池可以有效地利用鈣钛礦材料無法吸收的紅外光,因此,通過疊層方式組壕@些單電池,可以突破傳統晶矽電池理論效率極限,進一步提升光伏電池轉換效率。李永舫認爲,應該重視在現有晶矽電池生産線技術的基礎上開發。

鈣钛礦疊加PERCHJT,国内都有相关的研究與进展。早在去年,中国科学院大连化学物理研究所薄膜硅太阳电池研究组刘生忠研究员团队联合陕西师范大学杨栋研究员,通过将半透明钙钛矿电池與硅异质结薄膜电池结合,组成光电转化效率达到27.0%的四端鈣钛礦-矽疊層KB88凯时電池。據了解,該項研究使用了一種簡單低成本的方法制備高導電性、高透光性的透明電極,有助于推動半透明電池以及多結/疊層電池的發展。

今年331日,深圳黑晶光電技術有限公司微信公衆號發布消息稱,黑晶光電新研發的串聯型鈣钛礦/PERC疊層電池轉換率再創新高,在AM1.5標准太陽光譜下達到了24.5%的光電轉換效率。

“KB88凯时之父”馬丁·格林(Martin Green)教授也認爲疊層技術未來更有前途,他更看好PERC電池疊加薄膜電池,他認爲該結構會成爲高發電效率電池的解決方案,而重點在于能否找到壕m的薄膜材料,他並未明確指出該材料就是鈣钛礦。

201911月,悉尼新南威爾士大學(UNSWSydney)馬丁·格林(Martin Green)教授參加第29届国际光伏科学與工程会议。馬丁·格林教授一直在思考光伏的下一步发展方向,以期实现更高的电池效率,同时降低应用成本。馬丁·格林教授在进行主旨演讲时表示:“目前异质结技术引起了人们极大的兴趣,这种技术将晶体硅KB88凯时电池的元件與薄膜技术结合,但效率却與现有的N型晶矽電池相當,且處理工藝更爲昂貴。在矽基PERC電池頂部疊加薄膜KB88凯时電池,則有可能成爲這一問題的解決方案。”

馬丁·格林教授認爲,“疊加一個薄膜電池可以將矽KB88凯时電池的效率從25%提升至35%,而堆疊兩個則可以提升效率至40%以上。”

不过馬丁·格林教授強調,實現這一技術的重點在于能否找到壕m的薄膜材料,這種材料必須元素儲量豐富、無毒性且穩定性強。

當然,也不是所有人都看好疊層技術在實際發電中的應用。蘇民新能源張忠衛博士曾在其演講中表示,新型疊層電池(2~3P-N结串联)实验室固定光谱下的转换效率很高,但实际地面应用中,由于太阳光谱的多变性会造成各叠层子电池的电流不匹配,从而使实际发电效率明显降低,除非每個子电池正负单独引出(但会明显增加系统应用的成本和复杂性),需慎重考虑。