引宁王、腾讯争相跨界布局,钙钛矿电池商业化大幕渐开启?
钙钛矿与晶硅相结合的叠层技术具备28.0%的高转换效率,同时兼具低制造成本的优点,有望成为未来光伏产业的技术发展方向。
全钙钛矿叠层电池日前创造了“人类光伏发展新历史”,新方法制备的组件稳态光电转换效率高达28.0%,在国际上首次超越单晶硅电池的最高效率26.7%。
随着钙钛矿技术魅力的显现,除协鑫光电等主业为钙钛矿产品的企业外,宁德时代、腾讯等其他行业龙头也纷纷开始跨界布局。据不完全统计,2021年钙钛矿光伏领域至少吸引了85亿元投资。“市场对钙钛矿技术的关注度越来越高,多方都愿意入股。前年协鑫光电(协鑫集团控股子公司)寻找投资人时,还没有这样的关注度。”协鑫光电创始人、董事长范斌称。
被推上风口浪尖的钙钛矿技术究竟是什么?何时能量产并商用?又将对现有光伏电池市场格局带来何种影响?
兼具效率、成本两大优势,钙钛矿技术吸睛
钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells)是指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,属于第三代太阳能电池。
这里的“钙钛矿”不是字面意义的钙钛矿(CaTiO3),而是指一类与钙钛矿(CaTiO3)晶体结构类似的“ABX3”化合物,即具有某种特定结构的材料的总称。
钙钛矿材料在光伏产业的应用主要有单结和叠层两个技术方向。目前,单结钙钛矿电池效率为25.7%,转换效率低于传统晶硅技术;钙钛矿与晶硅相结合的叠层技术则具备28.0%的高转换效率,同时兼具低制造成本的优点,有望成为未来光伏产业的技术发展方向。
据悉,光伏电池转换效率的高低取决于“带隙”,即电子从材料中释放出来后,成为电荷载流子在电路中流动所需的能量。与晶体硅1.1eV(电子伏特)的单一带隙相比,在制造钙钛矿时,可以通过改变原料的成分来调节它的带隙宽度, 不同带隙材料对光谱进行分段吸收,进而实现效率的大幅提升。
有光伏行业分析师表示,晶硅电池理论极限效率在29.5%,如果电池效率按目前每年0.4%的速度提升,那么在6-7年内就走到了提升的尽头。因此,无论是IBC、异质结、TPOCon还是PERC,未来都有可能叠加钙钛矿层,从而突破晶硅电池的效率极限,达到32%或33%的效率水平。