索比光伏网讯:随着光伏企业在内蒙古乌海“领跑者”先进示范基地竞标中报出0.45元/kwh的历史低价,正式宣告中国光伏电价进入了“4”时代。虽然“领跑者”项目因其政策特殊性并不能代表行业水平,但新时代的提前到来还是强势表明光伏平价上网不仅可期,且仍存降价空间。
在光伏系统成本构成中,占比最大的当属光伏组件,这也解释了新一轮光伏降价中业内人士将主要动力归结为组件成本下降的根本原因。
目前,光伏组件的90%市场份额由晶硅组件占据,单、多晶光伏电池的转换效率最高分别达到20.5%、18.5%,价格最低为多晶组件3元/瓦。但不容忽视的是,经过多年的快速攀升,晶硅电池组件效率提升进入瓶颈期,降本增效难度加大。与此同时,晶硅电池最大的争议还在于硅材料的生产和提纯过程中能耗较高且有毒,造成其成本高昂。且晶硅电池厚度大、易碎、颜色单一,这些客观因素的存在也限制了电池的使用范围。
由此,另一条技术路线薄膜太阳能电池进入人们视线。近期被广泛关注的是钙钛矿薄膜太阳能电池。美国加利福尼亚大学伯克利分校与劳伦斯伯克利国家实验室科学家们的新设计实现了钙钛矿太阳能电池18.4%~21.7%的平均稳态效率以及26%的峰值效率,超过传统高效薄膜太阳能电池如铜铟镓硒或碲化镉等。美国斯坦福大学与英国牛津大学的研究人员则宣布,利用涂布技术制作的串联型钙钛矿太阳能电池转换效率有望超过30%。
而纵观国内市场,钙钛矿太阳能电池的商用化也按下“快进键”。在国家科技部、教育部和全国工商联等部门和单位共同举办的第五届中国创新创业大赛上,节能环保行业的全国优秀企业奖最终花落浙江省推举的杭州纤纳光电科技有限公司,其最大亮点正是成功研发了钙钛矿型薄膜太阳能电池,转换效率高达18%,串联的大面积组件效率已超过16%。
纤纳光电2015年由姚冀众、颜步一、杨旸三位海归博士共同创立,是国内第一家开发新型钙钛矿太阳能电池的高科技公司。
更为重要的是,钙钛矿太阳能电池由普通金属盐和有机分子组成的钙钛矿材料代替昂贵的硅单晶制成,使得电池成本极大降低。“目前,晶硅电池售价约3元/瓦,钙钛矿太阳能电池在大规模生产条件下价格则不超过1元/瓦,组件价格降低75%。”纤纳光电工作人员介绍。
根据业内人士测算,组件价格下降一元钱,电价就会下降一毛钱。若按目前组件的最低价格3元/瓦再降75%至0.75元/瓦,那钙钛矿薄膜组件下的度电成本有望达到约0.2元/度,光伏电价由“4”进入“2”时代。
不止于成本优势,钙钛矿太阳能电池还将应用场景扩大化。由于钙钛矿材料不仅可以简单地印刷在玻璃表面,制备玻璃基底的太阳能电池,还可以印刷在其他材料,如轻薄柔软的塑料或者窗帘表面,这样电池可以大尺度弯曲,应用场合扩展至随身的电子设备、日用家电智能设备以及光伏建筑一体化等。从此出发,光伏变身廉价常规能源的进程更近一步,重塑能源格局指日可待。
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清华大学易陈谊团队设计并合成了新型多功能空穴传输材料 T2(化学结构如图所示)。该材料可以由低成本的商业原材料高产率的合成,适合大批量生产(已实现单次超过15克的合成),其原材料成本仅为常用spiro-OMeTAD价格的三十分之一。相较于spiro-OMeTAD,T2不仅跟钙钛矿具有更好的能级匹配,还与钙钛矿层的部分局部电子态密度(LDOS)有所重叠,这有利于增强电荷提取能力,降低电压损耗。T2与掺杂剂Li-TFSI具有强结合力,可形成无针孔的HTM层。
钙钛矿太阳能电池光电转换效率2024年3月13日中山大学毕冬勤于AFM刊发自组装桥接层对纯FAPbI3基钙钛矿太阳能电池性能的影响的研究成果,提出了一种新策略,通过在n-i-p太阳能电池结构中的 FAPbI3钙钛矿埋入界面处使用自组装桥接层来提高α-FAPbI3相稳定性。筛选了一系列多齿双膦酸分子,并证明具有最小空间位阻的依替膦酸(EA)表现最好。
钙钛矿太阳能电池随着太阳能技术的不断发展,钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其卓越的光电特性而备受科学家的关注。尽管钙钛矿太阳能电池被认为是最有前景的光伏技术之一,然而与实验室规模的PSCs相比,大面积PSCs的效率较低、稳定性差以及可重复性问题成为阻碍其商业化的主要障碍。这一问题的核心在于如何在实际生产中提高大面积PSCs的性能,使其更具商业化可行性。
钙钛矿太阳能电池可再生能源技术作者开发了一个表面完全覆盖共价OH的金属氧化物基底,用于PSC的制造,以加强SAM的锚定位点。合成了一种具有高结合能量的分子,带有三甲氧基硅烷基团的(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)三甲氧基苯硅烷(DC-TMPS),通过三齿锚定与化学吸附的OH表面形成高强度结合。最终得到的PSCs分别在0.08和1.01平方厘米下,实现了24.8%(经认证的24.6%)和23.2%的PCE。在标准照明条件下,经过1000小时湿热测试和在85°C下进行1200小时最大功率点跟踪操作后,设备分别保持了98.9和98.2
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