新型印刷技术提高太阳能电池的盈利能力(组图)

来源:索比太阳能光伏网发布时间:2012-09-27 14:16:02
导读:随着太阳能发电变得比化石燃料发电更便宜,全球太阳能安装量正迅猛增长——该现象已在105个国家和地区出现。这是一个转折点,各经济体已走出利他主义的樊篱,太阳能光伏 成为全球能源组合中的一个重要部分。

    对终端用户而言,每瓦成本的持续下降是个极好的消息,而电池效率的提高和制造成本的同时下降是其必要前提。

    不过,如果您是电池制造商,各方面不断下滑的价格则是一把双刃剑:强大的需求是好事,但您必须通过改进制造工艺来持续降低成本,这样才能不断盈利。

    那么,如何在这个竞争激烈的行业中实现这一目标呢?在取得跳跃式发展之后,我们将会看到一个绝佳的案例——电池制造商如何通过一种被称为“二次印刷”的新兴技术提高盈利能力。我三年前首次提到该技术,当时它尚处于发展初期。如今,该技术正在全球电池制造商中得到快速普及。

    正如下面这幅直方图所示,高效电池越多越好。高效电池越多价值就越大,而且有助于制造商从激烈的市场竞争中脱颖而出。通过改变电池的设计来提高效率能够带来立竿见影的收益,只要实施改变的成本不超过额外的收入。

    可重复性也是一个有力的杠杆:每制造出一片不符合标准的电池,企业的盈利能力都会受到影响。毕竟,无论电池能否正常工作,其制造成本都是一样的。显然,将每片电池所用原材料量降至最低将是大有裨益的。



    让我们来看一片典型的电池。当今市场上绝大多数电池的正面都有一个导电网络,用于将电能从电池传导到其他地方。这些导线是通过丝网印刷工艺印制上去的,即将银浆通过模版挤到硅片上,然后在炉中烘干。目前最先进的导线宽度为60至80微米。



    除了硅片本身,银浆是成本最高的材料。如今多数电池正面的接触线网络需要使用约140毫克的银浆。显然,减少银浆用量是有益的。但是,还有另外一个意义上的接触线成本高昂:接触线会占用硅片正面的面积,而这些面积本可用于采集光能,其结果是损失了效率。

    (完全消除正面导线则是个不错的主意,有些电池结构就是针对这一点而开发的,即把全部接触线移到硅片背面。然而,目前在多数情况下,这样做所带来的制造复杂性妨碍了其经济可行性。)

    遗憾的是,我们还不能通过印制更细的导线来解决这个问题,因为导线越细,电阻越大,而且难以印制,结果还可能导致导线断开 (即“断线”),最终制造出效率低下且很可能被报废的电池。

    但我们可以做到的是,利用一种称为“二次印刷”的技术印制更窄、更高的导线,即在第一组导线上面再印一组导线。然而这并非易事,因为这项工艺要求硅片与印刷头精确对准,以确保第二组导线正好在第一组之上。



    只有应用材料公司的Baccini Esatto Technology™解决方案才可以快速、准确地做到这一点,并且跟上每两秒钟就要完成对一块电池印刷的丝网印刷机的节奏。此项技术采用了一套复杂的的机械视觉系统,并涉及大量的计算机处理。事实上,Esatto解决方案的精度非常高,还能大幅提高导线的均匀性,使制造商可以自信地采用更细的导线,而不必担心降低成品率的“断线”风险。



    使用该项技术的效益非常显著:Esatto极大地提高了工艺控制水平,我们的客户可以以更好的可重复性二次印刷宽度仅为50微米的导线,实现更高的成品率。此外,该技术还可减少20%的银浆使用量,并使电池效率的绝对值提升0.2% (比如使效率从17%提升至17.2%)。虽然数字本身的变化并不显著,但若综合考虑,这会使总体利润提高15%之多。



    所幸的是,应用材料公司的Baccini丝网印刷机全部被设计成可升级的设备,这意味着全世界大部分的电池制造产能可以得到升级,快速实现投资回报。

    事实胜于雄辩:目前,全球顶级组件制造商中的三家正在改造其生产线,引进二次印刷技术。以二次印刷技术印制的导线很快就会无处不在。

    应用材料公司预测,在不久的将来,以二次印刷技术印制的导线将随处可见,满足市场对低成本、易于实施的技术日益增长的需求,帮助客户快速提高盈利能力。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201209/27/29627.html
责任编辑:sunny
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
提高配电网承载能力:国家发改委助力负荷侧新型经营主体顺利并网来源:能源需求侧管理 发布时间:2025-12-23 14:46:04

党的二十届四中全会对“十五五”时期能源安全工作作出了明确部署,提出要“夯实国家安全基础保障,确保粮食、能源资源、重要产业链供应链、重大基础设施安全”。确保能源安全,必须夯实基础保障。这里的基础保障既包括能源生产、储运、消费等环节的“硬设施”,也涵盖战略规划、技术创新、体制机制等“软支撑”,是一个多维度、多层次的系统工程。只有全面夯实能源发展的各项基础,才能在复杂多变的环境中牢牢把握能源安全主动权,为中国式现代化建设提供安全可靠的能源保障。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

紫色光/紫外光线诱导的卤化物钙钛矿太阳能电池钝化失效来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:50:34

胺基末端配体,无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用,都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂,并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而,即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池,在运行过程中仍会迅速降解,这引发了对钝化耐久性的担忧。总之,研究结果揭示了一种普遍机制,即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化,而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。

固态钙钛矿太阳能电池的发现与进展来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:39:11

2012年,我们首次报道了长期稳定的固态钙钛矿太阳能电池,开辟了一个新领域,并引发了认证功率转换效率超过27.3%,超越了单晶硅太阳能电池的效率。如今,随着钙钛矿/硅叠层器件效率接近35%,钙钛矿太阳能电池已成为满足2050年净零碳排放目标所需太瓦级需求的主要候选者。展望未来,钙钛矿太阳能电池已准备好进入市场,预计钙钛矿/硅叠层器件将首先出现,随后是高效单结器件。固态钙钛矿太阳能电池的发现钙钛矿是具有ABX3通式的化合物。

SusMat综述:环保锡基钙钛矿太阳能电池的开压和填充因子损失来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-22 09:36:56

基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案,具有适宜的带隙和强光吸收特性,但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展,但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用,锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。

肖娟定&蒋晓庆&逄淑平Angew:揭示分子柔韧性在增强吡啶基缺陷钝化以实现高效稳定钙钛矿太阳能电池中的作用来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 09:33:25

通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度,对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而,取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现,柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度,从而提升了其钝化能力,同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。

苏州大学袁建宇AFM:均匀接触的共自组装单层膜实现效率超过26%的倒置钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:50:50

咔唑基自组装单层膜作为倒置钙钛矿太阳能电池中的空穴传输层被广泛使用,但它们在溶液中易形成胶束,导致界面均匀性下降。本文苏州大学袁建宇等人设计并成功合成了一系列氟化共轭SAMs,开发出一种用于高性能倒置PSCs的共SAM体系。基于DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F共SAMs制备的倒置PSCs分别实现了25.21%、26.11%和25.05%的冠军光电转换效率。共SAM策略实现高效稳定器件:DCA-1F与MeO-2PACz共混形成均匀单层,使倒置PSCs效率提升至26.11%,并在MPP跟踪1000小时后保持约90%初始效率。

ACS Nano:通过分级消除表面碘空位实现高效稳定的FA₀.₉₅Cs₀.₀₅PbI₃单晶钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:48:18

通过在亚稳区进行连续溶质补给的晶体生长,有效清除了微米级深度的碘空位;随后采用有机铵后处理进一步消除最表层残留空位。这种协同策略显著优化了载流子传输并抑制了非辐射复合,从而将单晶钙钛矿太阳能电池的效率从22.8%提升至25.5%。效率与稳定性同步大幅提升:单晶钙钛矿太阳能电池效率从22.8%提升至25.5%,同时T工作寿命从200小时延长至1000小时,是目前报道中效率最高、稳定性最突出的单晶钙钛矿太阳能电池之一。

Science最新:钙钛矿层在工业纹理硅片上的一致性生长以制备高稳定性叠层太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-19 13:55:59

前言:钙钛矿-硅串联太阳能电池的实验室效率已接近35%。我们采用基于蒸汽的共蒸发方法,在金字塔纹理硅基底上均匀沉积高质量的钙钛矿层,从而制备出效率、稳定性和可重复性都得到增强的钙钛矿–硅串联太阳能电池。利用TFPTMS调控吸附动力学带来的薄膜质量提升,钙钛矿–硅叠层太阳能电池在工业纹理化硅片上实现了超过31%的光电转换效率,并具有增强的可重复性。钙钛矿–硅叠层太阳能电池的EQE谱和反射曲线。