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下載手機(jī)APP 近日，無錫極電光能科技有限公司(下稱“極電光能”)宣布在大面積鈣鈦礦組件效率上取得了突破性進(jìn)展。
圖片來源：日本電氣安全環(huán)境研究所
據(jù)悉，極電光能制備的鈣鈦礦光伏組件，經(jīng)過全球權(quán)威測(cè)試機(jī)構(gòu)JET(日本電氣安全環(huán)境研究所)嚴(yán)格檢測(cè)，達(dá)到了20.5%的光電轉(zhuǎn)換效率，為目前全球范圍內(nèi)大面積鈣鈦礦組件效率的最高紀(jì)錄，對(duì)于光伏未來發(fā)展有著重要意義。
何為鈣鈦礦太陽能電池?
資料顯示，自太陽能電池被發(fā)明以來，大致經(jīng)過了三個(gè)階段。第一代太陽能電池主要指單晶硅和多晶硅太陽能電池，就是現(xiàn)在我們常見的太陽能電池;第二代太陽能電池主要包括非晶硅薄膜電池和多晶硅薄膜電池。第三代太陽能電池主要指具有高轉(zhuǎn)換效率的一些新概念電池, 如染料敏化電池、量子點(diǎn)電池以及有機(jī)太陽能電池等。
鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。
作為第三代太陽能電池，鈣鈦礦電池具有轉(zhuǎn)換效率上限高、成本低廉等優(yōu)勢(shì)。
轉(zhuǎn)換效率方面，目前效率最高的晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率為24%左右，組件效率為21%左右。鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率在25%左右，組件最高效率就是極電光能的20.5%，兩者差距并不大。
而在成本方面，即便現(xiàn)在晶硅太陽能電池已進(jìn)入平價(jià)時(shí)代，成本也比鈣鈦礦電池要高出許多。尤其是在硅料消耗上，鈣鈦礦電池的硅消耗量還不到晶硅電池的百分之一。如果鈣鈦礦電池已經(jīng)量產(chǎn)的話，完全不必?fù)?dān)心硅料供不應(yīng)求的問題。
鈣鈦礦電池的“阿喀琉斯之踵”
在擁有如此明顯優(yōu)勢(shì)的情況下，鈣鈦礦電池依然沒能撼動(dòng)晶硅太陽能電池的地位，甚至并不為人熟知，自然其缺陷也是非常明顯。最為重要的兩點(diǎn)就是穩(wěn)定性差和無法大面積制備。
穩(wěn)定性方面，鈣鈦礦電池積極怕“濕”，在潮濕環(huán)境下容易分解，進(jìn)而影響到其使用壽命。目前鈣鈦礦電池的壽命多在1000小時(shí)左右，而晶硅太陽能電池的工作壽命為20-25年，根本不可同日而語。太陽能電池板工作環(huán)境較為惡劣，鈣鈦礦電池不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，對(duì)其發(fā)展存在極大的影響。
制備方面。在光伏持續(xù)降本增效的情況下，大尺寸組件已成為趨勢(shì)，182和210組件市場(chǎng)份額也在不斷提高。但鈣鈦礦電池的高效，只能體現(xiàn)在小尺寸上，一旦面積變大，其效率就會(huì)快速下降。
之所以會(huì)出現(xiàn)此種現(xiàn)象，主要是因?yàn)樵诰w生長(zhǎng)過程中，會(huì)出現(xiàn)密度不一，不夠整齊，相互間存在孔隙的情況，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換效率降低。
這兩點(diǎn)可以說是鈣鈦礦太陽能電池的“阿喀琉斯之踵”，導(dǎo)致其一直無法大規(guī)模量產(chǎn)，而我們看到關(guān)于鈣鈦礦電池的消息，基本都是某科研團(tuán)隊(duì)取得了一定的進(jìn)展，并非企業(yè)的量產(chǎn)進(jìn)展。
鈣鈦礦電池進(jìn)展
針對(duì)鈣鈦礦太陽能電池存在的問題，很多科研團(tuán)隊(duì)都付出了極大的心血和時(shí)間，希望能讓其早日實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，助力光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。僅是2021年，就有很多科研團(tuán)隊(duì)宣布了自身取得的成果。
今年一月，沖繩科學(xué)技術(shù)研究所(OIST)的戚亞冰研究團(tuán)隊(duì)利用一種減少缺陷的新制造技術(shù)，制造出穩(wěn)定性和效率都有所提高的大面積鈣鈦礦光伏組件，不過其有效面積僅為12平方厘米。
近日，來自西北工業(yè)大學(xué)黃維院士團(tuán)隊(duì)、南京工業(yè)大學(xué)教授陳永華團(tuán)隊(duì)的努力下，成功用一種多功能“離子液體”作溶劑替代傳統(tǒng)有毒有機(jī)溶劑制備鈣鈦礦光伏材料，最終成品轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了24.1%，跟目前領(lǐng)先的硅基太陽能電池保持在同一水平。
在長(zhǎng)時(shí)間的觀察和記錄后，發(fā)現(xiàn)其在未封裝，且在85 ℃持續(xù)加熱和持續(xù)光照下500小時(shí)的條件下，依然能保持其初始效率的80%和90%，表現(xiàn)非常優(yōu)異。
由此可見，國(guó)內(nèi)外很多科研團(tuán)隊(duì)都在致力于鈣鈦礦電池的研究，不過主要集中在電池的穩(wěn)定性方面，尺寸上還是受到了一定的限制。
本次極電光能的突破，在于其不僅是鈣鈦礦電池，而是鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了20.5%，與目前轉(zhuǎn)換效率最高的晶硅太陽能電池差距并不大，且尺寸達(dá)到了63.98平方厘米，距離商業(yè)化量產(chǎn)也更近了一步。
長(zhǎng)城汽車的新能源布局
資料顯示，極電光能成立于2020年4月13日，法定代表人為楊紅新，經(jīng)營(yíng)范圍涉及太陽能發(fā)電技術(shù)服務(wù)等。看起來較為普通的公司，是如何在不到一年時(shí)間里，就拿出了讓業(yè)內(nèi)震驚的成果呢?
這就要從極電光能背后的控股公司開始說起。據(jù)企查查數(shù)據(jù)顯示，極電光能是保定市長(zhǎng)城控股集團(tuán)有限公司(下稱“長(zhǎng)城控股”)旗下全資孫公司，通過保定市瑞茂企業(yè)管理咨詢有限公司進(jìn)行控股。
長(zhǎng)城控股則是我們非常熟悉的汽車制造商，旗下?lián)碛泄ァEY、歐拉和長(zhǎng)城皮卡四個(gè)整車品牌，任何一個(gè)品牌在各自細(xì)分領(lǐng)域都有一定地位。
圖片來源：企查查
此外，保定市瑞茂企業(yè)管理咨詢有限公司還有未勢(shì)能源科技有限公司和蜂巢能源科技有限公司兩個(gè)子公司，分別屬于氫能和動(dòng)力電池企業(yè)。
由此可以發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)城控股在燃油車領(lǐng)域取得了卓越的成績(jī)之后，還大力在新能源領(lǐng)域展開布局。并分別在氫能、光伏和動(dòng)力電池三個(gè)領(lǐng)域同時(shí)入手，沒有做選擇題。
車企的“光伏之戰(zhàn)”
在“碳中和”的目標(biāo)之下，車企“換道”新能源已是行業(yè)共識(shí)，光伏也是車企重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。美國(guó)三大汽車制造商之一的通用汽車，早在2011年就已進(jìn)軍光伏;特斯拉在2016年進(jìn)入光伏市場(chǎng)，旗下的太陽能屋頂和Powerwall電池系統(tǒng)在近期發(fā)生的美國(guó)德州斷電事故中名聲大噪。
國(guó)內(nèi)，在光伏領(lǐng)域取得突出表現(xiàn)的車企，除了前文提到的長(zhǎng)城，還有我們非常熟悉的比亞迪，旗下的光伏產(chǎn)品還是主流的晶硅太陽能電池，早已上市銷售多年，雖然不及隆基股份、晶科能源等龍頭企業(yè)，也有一定的市場(chǎng)地位。
圖片來源：Greener
據(jù)能源研究機(jī)構(gòu)Greener公布的數(shù)據(jù)顯示，2020年巴西光伏組件進(jìn)口量排名統(tǒng)計(jì)中，比亞迪排名第五，力壓隆基和晶澳科技等龍頭企業(yè)，可見其在海外市場(chǎng)的受歡迎程度。此外，比亞迪在動(dòng)力電池上的造詣也蜚聲海外。
比亞迪和長(zhǎng)城汽車，兩者都是我國(guó)知名車企，在汽車領(lǐng)域是各有特色，也為中國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。這次在光伏領(lǐng)域狹路相逢，又是誰將作出更大貢獻(xiàn)呢?OFweek太陽能光伏 作者： Watson
