“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”
“即使是现在的实验室效率,也已经超过多晶硅、碲化镉和铜铟镓硒,只仅次于单晶了。如果照这个趋势继续下去,过两三年肯定会超过单晶。”
在更重要的成本方面,按照这位博士的测算,如果量产的钙钛矿组件效率达到18%,其制造成本将只有单晶的一半甚至更低,而由于无光衰等优势,其单瓦实际发电量很可能会多出20%左右,竞争优势十分明显。
商业化的最大障碍
不少人认为,稳定性是钙钛矿技术商业化量产将要面临的最大问题。
“如果你一直关注钙钛矿技术的发展,就会知道,从2019年开始,稳定性就已经不是问题了。”
据他介绍,近两年学术界提出了很多钙钛矿材料的新配方,在实验室条件下,多数配方都能实现连续工作1000小时而衰减低于1%,差一点的也能达到连续工作1000小时衰减低于5%。
“这已经达到了晶硅电池的技术指标”。他说。
就稳定性的其他方面来看,他认为,那其实是晶硅组件和钙钛矿组件的共性问题。“比如封装,技术是通用的,只要晶硅能做好,钙钛矿一样能做好,钙钛矿并不比晶硅更怕水。”
在热稳定性方面,按照国际通行的“双85”检测标准,他们的钙钛矿组件经过连续1000小时的测试,衰减明显低于5%,符合现行国际标准。
在这位博士看来,其实最值得关注的指标是电池的光稳定性问题,因为这直接影响光伏发电项目的长期收益。
“早期的钙钛矿电池配方的光衰确实很严重,电池不封装的话一两个月就完蛋了。这个问题后来在材料上得到解决,从2016年开始我们就随时能做到连续工作1000小时而衰减在1%以内,下一步则是在组件上验证这个结果。”他说,他们正在通过权威第三方机构对上述结果进行验证。
当然,钙钛矿电池的产业化毕竟是一项从头开始研发的工作,不可能完全不存在问题,他并不讳言这一点。
“钙钛矿商业化量产最主要的技术难点,其实是在结晶环节,这类似于拉单晶的长晶过程,但不需要拉单晶那么高的温度。这是一个需要控制晶体按照需要的状态生长的过程,不但要求晶体生长致密、整齐,还要求尺寸大小一致和合适,且相互间没有孔隙。”
在实验室数寸见方的面积上做到这一点并不难,但要在量产时一两平米的面积上如此均匀涂布,则不那么容易。他说,这一步跨越是最难的,加上市场上没有现成的设备和工艺,完全要靠自己一点一点研发和摸索。
“这是整个技术的难点,也是商业化量产的最大挑战。”
不过,“目前组件效率做到了15%以上,已经打开了整个技术的发展空间,稳定性也经过了验证,有了这两点,其实技术发展的大势已经很明确,即使我们做不到,也肯定有其他人能做到。”(吴军杰)
作者:吴军杰 来源:太阳能发电网
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