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钙钛矿浅析

最近,美国科学家研发出制造毫米级钙钛矿晶体°的溶液制程技术,制造出之成品较先前的奈米级、次微米级晶体材料大上几个数量级。粒径越大代表缺陷较少,而钙钛矿的特性可媲美其他无机太阳电池材料°,成本却低廉许多。从2009年到2014年的短短5年间,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从 3.8%一下子跃升至19.3%,提高了5倍。其效率进步之快,成本之便宜,生产之容易,以至于被《Sciences Journals》评为2013年的 10大科学突破之一。

 

资本市场上,前沿的技术路线总是备受关注,不论是否量产,也不论能否盈利。比如,第三代半导体。再比如,正日益吸睛(jin)的第三代太阳能电池。没错,太阳能电池也已经发展到第三代了。

第一代,是晶硅太阳能电池。常见的单晶硅/多晶硅电池,就属于这一类。

第二代,是薄膜太阳能电池。以铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉°(CdTe)等化合物材料代替晶硅。

第三代,是钙钛矿太阳能电池。利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料,属于一种新型薄膜电池。

近年来钙钛矿(perovskite)太阳电池。因其创纪录的高效能、低人的制造成本而备受瞩目。

 

钙钛矿电池浅析

一. 钙钛矿电池简介

钙钛矿电池命名取自俄罗斯矿物学家Perovski的名字,结构可以用ABX3表示,在钙钛矿光伏中,A位通常为有机阳离子所占据(近年全无机也成为了研究热点),B位为铅离子Pb2+或亚锡离子Sn2+,而X位为卤素阴离子。若A位由两种阳离子混合,或X位由两种卤素阴离子占据时,则特称为混合型钙钛矿。

简而言之,钙钛矿材料不是指用狭义的“钙钛矿”做的材料,而是具有某种特定结构的材料之总称。

 

.钙钛矿电池与晶硅电池比较

(1)、理论极限效率(31%)高于晶硅电池(29.4%)。钙钛矿电池产业化效率目前为15.5%,组件成本可达0.7/W;PERC电池平均转换效率为22.8%,组件成本1.9/W

(2)、轻薄柔性、透光性强、吸光能力强。基于这些特征,钙钛矿电池与晶硅电池存在差异化应用场景,其中光伏建筑一化、车载光伏应用潜力最大。

(3)、钙钛矿电池产业链短,总投资低。晶硅电池从无到有需要经历硅料、硅片、电池、组件等环节,钙钛矿电池在一个厂房就可以完成生产。

 

.钙钛矿制备流程

钙钛矿工艺流程包括薄膜制备、激光刻蚀、封装三步。

制备核心设备包含镀膜设备、涂覆机°、蒸镀机、激光设备、封装设备等。其中RPD设备、涂覆机是生产环节中最贵设备。

 

作为光伏材料界的“新宠儿”,钙钛矿正成为各大厂商着力攻关的一个方向。武汉爱疆科技一直致力于打造中国高端光伏检测品牌,在光学、精准计量、AI视觉、钙钛矿等新型太阳能电池技术、航空航天、人才培养等多领域与高校开展产学研合作。目前钙钛矿太阳能电池是是未来5年最有可能大面积推广的新型太阳能电池器件之一,公司已经开始在钙钛矿太阳能电池及组件的老化、检测工艺及设备等方向开展了布局和前瞻性研究,即将推出相应的新产品,引领行业发展,值得大家共同期待。

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