“作为中国光伏行业第⼀次从研发阶段就参与了的光伏发电技术,钙钛矿电池的产业化时机已经逐渐成熟,其商业化发展速度很可能会超过许多人的想象”
其次,原材料不能稀缺。
“钙钛矿是一种化合物电池,其原材料来源于基础化工材料,有多达几万种原材料可供选择,怎么可能会出现短缺问题?”
而相比晶硅电池对硅料的需求,钙钛矿电池对于原材料的需求也要少得多。一块72片电池的晶硅组件对硅的消耗量约为1公斤,而同等面积的钙钛矿电池组件只需要钙钛矿材料2克左右。
稀缺问题之外,在这位博士看来,材料的可突破性对于技术的发展前景可能更为重要。他认为,只有依托于那些具有可设计性和可迭代性材料的技术,未来才有更大的发展空间。
“人类使用材料是从简单到复杂,再到能够设计材料,这是一个终极的路径。”他说,近年来钙钛矿电池的光电转换效率之所以上升这么快,一个最根本的原因,就是因为钙钛矿是一类材料,而不是一种材料。
“而晶硅电池和其他薄膜电池基本上都是一种或几种材料,还很难找到替代。”
“最佳光伏电池材料”
他认为,钙钛矿的晶体结构,决定了其“甚至可以说是目前为止已发现的最佳光伏电池材料。”
他介绍说,钙钛矿的激发肽是三线肽,基肽是单线肽,其载流子在激发之后掉不回来,因为载流子在三线肽和单线肽之间跃迁很困难。而晶硅的激发肽和基肽都是单线肽,载流子激发出去之后很容易掉回来,这导致晶硅对于杂质非常敏感,也正是为什么晶硅电池所用硅料纯度要到六个9以上的原因。
“而钙钛矿对杂质并不敏感,纯度只需要做到90%就足够了,甚至为了增加材料之间的强度,还可以在涂布时主动添加粘合剂、增强剂一类的‘杂质’。”他认为,这无异于是打开了一个巨大的空间。
在转换效率提升方面,钙钛矿也更具空间。
“目前多晶电池的实验室效率是22.3%,PERC电池已经做到了20.3%,只有两个点左右的差距了。而钙钛矿电池的实验室效率是中国科学院创造的23.7%,我们的组件效率目前应该是全球最高的,是15.3%,还有8个点的差距,提升空间很大。”
钙钛矿电池转换效率的提升速度,更是令人感到恐怖。从2012年有科研团队发布第一个钙钛矿电池效率以来,短短六七年就增长到了20%以上。而晶硅技术达到这一效率,则花了几十年的时间。
作者:吴军杰 来源:太阳能发电网
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