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钙钛矿电池是什么样的?钙钛矿电池有哪些特点?

2023-04-14 08:25:35 来源:第一商业网

最近这段时间总有小伙伴问小编钙钛矿电池——第三代太阳能电池是什么,小编为此在网上搜寻了一些有关于钙钛矿电池——第三代太阳能电池的知识送给大家,希望能解答各位小伙伴的疑惑。

1、定义

钙钛矿太阳能电池(PSC,perovskitesolarcell)是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿最初单指钛酸钙(CaTiO3)这种矿物,后来把结构为ABX3以及与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。


(资料图)

钙钛矿电池属于第三代太阳能电池,其结构大致可以分为正置(n-i-p)结构和倒置(p-i-n)结构两大类,电池结构简单。以反型平面钙钛矿电池为例,自下往上依次为:玻璃、透明电极(ITO或FTO)、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、金属电极。

2、优势

(一)生产制造成本低廉。钙钛矿材料是一种人工合成的晶体材料,钙钛矿材料对杂质不敏感,通常90%左右纯度的钙钛矿材料就可以用于制造效率达到20%以上的太阳能电池。晶硅材料纯度必须达到99.9999%以上才能用于制造太阳能电池。硅型太阳能电池的设备批发价为每千瓦500~1000美元,而钙钛矿型预计仅为一半左右。

(二)太阳能电池转化效率高。理论效率来看,新式钙钛光伏电池的单层理论效率可达31%,钙钛矿叠层电池,包括晶硅/钙钛矿的双节叠层转换效率可达35%,钙钛矿三节层电池理论效率可达45%以上。

(三)电池发电成本低。钙钛太阳能电池的转化效率高,按制造工艺的提高,甚至有可能会比火力发电还低

(四)重量低:重量仅为硅型的十分之一,便于安装在建筑物和纯电动汽车(EV)上。如果印刷在塑料等柔软的基板上,还能够弯曲,设置于建筑物的外墙等处,把街头变为可再生能源的“发电站”。

3、产业化的关键问题

(一)稳定性问题:由于钙钛矿材料晶体在某些情况下会随着钙钛矿的升温发生结构变化,尽管变化是可逆的,但会影响其以后的性能表现。

(二)无法大面积制备:均匀钙钛矿涂层比较困难;其次,当在实验室中使用微小电池时,使用TCO 薄膜收集电流,这些TCO 薄膜可以通过大量光线,但具有微小电阻,在较大的面积上,电阻率的问题将变得更加明显。

(三)含铅,且铅酸盐可溶于水,造成严重环节污染

4、生产流程

钙钛矿材料及组件生产流程:

5、相关上市企业

(一)东方日升300188$东方日升(SZ300118)$

9月14日,公司在投资者互动平台表示,公司在钙钛矿方面有相关的研发跟踪和布局。

(二)隆基股份601012$隆基股份(SH601012)$

9月10日,公司在投资者互动平台表示,公司对钙钛矿等新型电池技术保持密切的跟踪和关注。

(三)拓日新能002218$拓日新能(SZ002218)$

8月26日,公司在投资者互协平台表示,公司对钙钛矿光伏技术已早有研究,并有项目储备立项。公司正与相关行业企业探讨合作布局。目前公司正在进行原有设备改造及持续探索量产工艺。

(四)迈为股份300751

公司在接受机构调研时表示,未来公司对单结钙钛矿会加大装备布局,单结钙钛矿、异质结、钙钛矿异质结叠层都会布局,未来还是更看好钙钛矿异质结叠层电池。随时保持跟进,保持对钙钛矿设备的敏感度。

(五)金信诺300252

4月7日,公司在投资者互协平台表示,公司拥有钙钛矿型太阳能电池及制备方法发明专利。

(六)协鑫集成002506

协鑫集团旗下苏州协鑫纳米科技有限公司已建成钙钛矿组件中试生产线。

(七)京山轻机000821

2021年5月15日,京山轻机全资子公司—苏州晟成光伏设备有限公司与昆山协鑫光电材料有限公司钙钛矿叠层电池技术合作开发协议签约仪式在昆山举行,双方项目团队出席仪式,并进行交流探讨。

(八)万润股份002643

公司拥有钙钛矿太阳能电池应用方面专利。但专利还没有实现商业化的条件。

(九)天合光能688599

公司正在开展钙钛矿/晶硅两端叠层太阳池的设计、制备研究,目标效率达到29%

标签: 钙钛矿太阳能电池