探寻降低成本、提高效率太阳能电池的出路

来源:OFweek太阳能光伏网发布时间:2014-08-15 09:57:11
 随着光伏产业的蓬勃发展,太阳能光伏的相关技术已经有了极大的进步。然而科技不会止步,低成本、高效率,这是所有太阳能电池从业者的不断追求。7月30日,杜邦微电路材料应用技术主管杜鹏做客OFweek在线语音研讨会,与众网友对当前如何降低度电成本,提高获利能力进行了相关讨论交流。
 
  太阳能电池转换效率的重要性不言而喻,根据杜邦相关公司研究人员计算,太阳能电池效率每提高一个百分点,相应的系统成本将会降低5%-6%左右。因此,太阳能电池的转换效率提升对于早日实现太阳能电力的平价上网、乃至全球能源结构调整的意义十分重大。如何提高电池转换效率,降低发电成本?作为全球领先的材料供应商与技术解决方案提供者,杜邦认为材料是关键。
 
杜鹏:杜邦微电路材料应用技术主管

 
     随着多晶硅价格的逐年下降,导电浆料在太阳能电池的制造成本中占比相对提高。作为关键原材料供应商,杜邦认为降低度电成本有三个关键因素:输出电力、总体成本、使用年限。近十年以来,太阳能电池的平均效率提升了25%,导电浆料的平均用量却减少了近七成。但是,这里面还有挖掘空间。在这场在线研讨会中,杜邦将介绍最新升级的正面导电银浆杜邦™ Solamet® PV18x系列。该系列导电浆料拥有出色的细线印刷能力、更低的串联电阻及优异的焊接拉力等特点,可大幅提升电池转换效率达0.15%,使组件输出功率增加,同时降低生产成本。

  而作为本次研讨会的主要讨论对象,杜邦™ Solamet® PV18x系列产品受到了业内资深人士的广泛关注。
 
  新一代杜邦™ Solamet® PV18x可以使转换率达到什么水平?
  众多网友们最关心的就是杜邦™ Solamet® PV18x到底可以使电池转换率达到什么水平。据杜鹏介绍,该系列导电浆料的使用可以提高0.15%的太阳能电池效率。以60片156mm多晶电池组成的组件为例,0.15%的效率提升相当于2.2瓦的组件功率提升,产生的经济效益差不多有1.4美元左右,这对于总的度电成本降低是有直接贡献的。值得一提的是,随着扩散、丝网印刷工艺的匹配,这个数据还有很大的优化空间。
 
      如何实现效率提升?
   
    负责丝网印刷工艺的工作者们最先关心的问题通常都和印刷性能相关。要细致描述印刷相对应的性能,可以从两个方面来形容:第一个方面,印的好不好,反映的 是栅线印刷之后的形貌控制能力,通常表征的方式是栅线的宽度和高度,这也是直接贡献电池效率的关键因子,备受工艺、技术人员看重;第二个方面,好不好印, 这个从生产的角度可能更为重要,过去我们常用肉眼来观察断线,而现在普遍流行更为严苛的EL方法来检测。杜邦™ Solamet® PV18x细线印刷能力的优化,在这两个方面都有显著的进步。
   
    基于各种网版条件,大家都可以看出杜邦™ Solamet® PV18x浆料在高宽比上的明显优势,以35微米宽度设计为例,新的浆料可以提升超过45%的高宽比。杜邦™ Solamet® PV18x系列浆料在高宽比方面的优势,使得在细线设计下仍然可以有效保持较低的栅线电阻,从而有利于填充因子的优化。而且随着栅线的缩窄,杜邦™ Solamet® PV18x在自身电阻的优势会变得更为明显。正是在电阻性能上的良好表现,让电池获得了更低的串联电阻Rs和更好的填充因子FF表现,这些优势都最终体现在电池效率上。
 
      产品适应性与可靠性怎么样?
  据了解,杜邦™ Solamet® PV18x在 两次印刷工艺中还可以有不同组合,第一层可以选用接触优先的浆料、第二层选用电阻低、焊接好的浆料,在工艺导入的过程中,再加上网板、丝印工艺的同步匹配 更能实现设计效果。目前多半是从单次印刷的银浆印两次起步,在印刷效果实现后再进行两层浆料选择的优化以进一步达到更高效率的实现。
 
  而且,杜邦™ Solamet® PV18x在工艺适应方面也有良好的表现。作为一个系列产品,杜邦™ Solamet® PV18x可以根据图形、网板、单次/双次印刷等工艺参数,会有不同的产品规格设计,解决了过去对杜邦™ Solamet® PV18x粘度范围、可调控范围的疑惑。杜邦™ Solamet®PV18x系列产品通过对于触变性等流变行为的控制和优化,在细线印刷上最终体现了优异的性能。
 
    对于未来电池能否适应?
  
    随着常规电池工艺的优化越来越接近上限,新的电池结构也在不断地推出。相应的,要匹配这些新工艺及技术,当然也要有特制的产品。目前行业的热点之一是采用PERC工艺实现Local-BSF局部背电场或者说局部背钝化结构。在本次研讨会上,杜邦也展示了其在电池工艺与技术支持方面的优势。
 
  众所周知,PERC工艺通常需要较低的烧结温度,这对于浆料的烧结窗口是一个挑战。而且如果选用ALD方式来沉积AlOx膜,还会引入AlOx绕镀到正面的问题,这又需要浆料有一定的AlOx穿透能力。两个因素合起来,对于浆料的烧结性能提出了很高的挑战。
杜邦™ Solamet® PV18x浆料进行了相关的配方优化,可在较低的温度下实现良好的欧姆接触,并具有一定的AlOx层穿透能力,能有效配合PERC工艺。
                                                                                                  
  上方箱线图的纵坐标是接触电阻率,横坐标是四种浆料在不同的烧结温度下的表现,为了模拟真实工艺,实验中采用的硅片正面额外沉积了AlOx膜。从数据可以清楚看出接触电阻率的差异,尤其是杜邦 Solamet  PV18x对应产品在较低的温度即825~855°C条件下的接触优势。通过浆料配方优化,可望帮助行业将目前PERC电池的效率进一步提高,从而增强这一新技术的市场竞争力。
 
  作为对光伏行业的未来展望,杜鹏认为未来太阳能电池在提高材料技术以及相关工艺改善方面仍有很大的进步空间。目前,杜邦的太阳能相关研究团队正致力于在2015年协助晶硅电池达到22%的转换效率,以期更早地实现太阳能电力的平价上网,用技术来为全球能源结构调整贡献自己的力量。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201408/15/58254.html
责任编辑:carol
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
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。

透明导电电极对钙钛矿-硅叠层太阳能电池性能的影响来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-18 13:35:54

牛津大学的一位研究人员发现,透明导电电极可使钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率降低超过2%,损失与电阻、光学效应和几何因子权衡有关。基于此,Bonilla提出了一个统一的光学-电气模型,考虑了双端钙钛矿-硅叠层太阳能电池设计中的这些因素。而叠层电池通常采用中间或者背TCEs,这进一步降低性能。据Bonilla称,这些损失与实验结果一致,显示在氧化铟锡沉积、抗反射涂层或原子层沉积屏障层中微调,直接导致先进叠层电池的性能可测量提升。