钙钛矿光伏电池取得关键突破,产业化前景备受瞩目

近日,我国钙钛矿光伏电池科研领域传来振奋人心的消息。华东理工大学材料学院的清洁能源材料与器件团队在国际顶级期刊《科学》(Science)上发表了最新研究成果,揭示了钙钛矿光伏不稳定性的关键机制——光机械诱导分解效应,并提出了石墨烯-聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法。这一突破性发现,为钙钛矿太阳能电池的产业化应用提供了全新的解决方案,引发了业界的广泛关注和高度评价。
相较于传统的晶硅电池,钙钛矿光伏电池以其转化效率高、成本低、轻量化等显著优势,被视作极具应用前景的新型光伏技术。然而,器件的不稳定性一直是限制其产业化的首要挑战。为了提升钙钛矿材料的稳定性,业内此前曾尝试过多种方法,如设计控制材料表面分子结构等,但效果仍难以满足实际应用需求。
华东理工大学科研团队在这一领域取得了重要进展。他们制备的太阳能电池在模拟日常使用的强光高温环境下,持续工作3670小时(约153天)后,仍能保持97%的发电效率。这一成果不仅验证了钙钛矿光伏电池在极端条件下的稳定性,也为其大规模商业化应用奠定了坚实基础。
业内人士普遍认为,钙钛矿电池是下一代光伏技术的代表。此次技术突破显著提升了其在光照、高温等条件下的稳定性,使得钙钛矿光伏电池的商业化前景更加广阔。
在今年全国两会期间,钙钛矿产业也成为了多位代表委员关注的焦点。全国人大代表、金晶集团董事长王刚表示,我们正站在光伏产业第三次技术革命的起点。钙钛矿电池的柔性化、弱光发电特性使其在建筑一体化(BIPV)、分布式光伏等领域具有广泛应用前景。他建议将钙钛矿光伏产业链纳入国家和省级“十五五”规划,以巩固我国在全球绿色能源产业的主导权。
天合光能董事长高纪凡也表达了对钙钛矿光伏电池未来的看好。他认为,未来五年,光伏行业将以TOPCon技术为主导,HJT和BC技术作为辅助。在此基础上,通过与钙钛矿电池的叠层技术,有望进一步提升光伏电池的效率、生命周期和竞争力。
然而,钙钛矿光伏电池的产业化之路并非一帆风顺。稳定性问题仍是当前面临的关键挑战。为了推动钙钛矿光伏电池的产业化进程,已有多家上市公司对相关产业链进行了布局。
中国核电在2023年投资成立了中核光电科技(上海)有限公司,专注于钙钛矿太阳能电池技术的研发和制造业务。目前,公司的大尺寸钙钛矿刚性、柔性产品技术指标已位居行业领先水平,并正式推出了商业级产品。京东方也于2023年11月份宣布启动钙钛矿光伏项目,并于2024年成立全资孙公司合肥京东方光能科技有限公司,致力于钙钛矿光伏技术的研发与产业化。
金晶集团作为钙钛矿电池核心辅料TCO导电膜玻璃的主要供应商,经过近二十年的研发投入,实现了从设备制造到产品设计、量产的全链条自主可控。2023年,金晶集团第三条TCO玻璃生产线投产,年产能突破4500万平方米,使我国钙钛矿核心材料国产化率提升至95%以上,并成功配套国内外钙钛矿光伏头部企业。
此外,宁德时代、通威股份等多家企业也已积极布局钙钛矿电池的研发和生产。业内普遍认为,钙钛矿光伏电池有望成为未来光伏产业的重要组成部分。然而,其量产仍面临稳定性、大面积制备、循环寿命、工艺一致性、成本等多重挑战。
北京奥优国际文化传媒有限公司董事长张玥表示,建议业内加强基础研究,提高钙钛矿光伏电池的性能和稳定性,并推进工艺优化和规模化生产,降低成本。天合光能也在积极推动新一代光伏技术的基础性研究、前沿性研究和专题研究,努力攻克钙钛矿电池的稳定性难题。
可以预见,随着科研力量的不断投入和技术的持续突破,钙钛矿光伏电池的产业化前景将更加广阔。未来,钙钛矿光伏电池有望在全球绿色能源产业中发挥更加重要的作用。
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