南开大学孙云:薄膜太阳电池的发展及挑战

来源:OFweek太阳能光伏网发布时间:2018-11-16 14:57:20
 作为下一代光伏发电技术,薄膜光伏产业越来越为行业人士所重视。在前日举办的OFweek 2018(第九届)中国太阳能光伏高峰论坛上,南开大学的孙云教授展开了主题为《薄膜太阳电池发展及挑战》的高水平演讲。他在演讲中将硅基薄膜、碲化镉、铜铟镓硒三种薄膜太阳电池与晶硅电池进行了比较。

其中硅基薄膜由于转换效率太低已经被淘汰;碲化镉薄膜电池实验室效率纪录达到22.1%,产线组件效率达到15%-17%,效率高而且不衰退,但是缺点是需要使用重金属材料;铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池实验室效率纪录达到22.9%,产线组件平均效率达到14%-16%,优点是效率高且不衰退,缺点是对设备工艺要求较高。

CIGS太阳能电池超强的发电能力

孙云教授认为,CIGS太阳能电池具备更好的发展前景。在澳大利亚沙漠太阳能研究中心DKASC测试 中,CIGS电池年发电量高于晶硅电池10% 。同样的情况出现在了云南石林建设的一座电站上,该电站容量1MW,采用CIGS电池组件,经测算,与之前在园区建设的晶硅组件相比,其发电量高出10%。

为什么CIGS薄膜电池能够多发电呢?孙云教授分析认为,首先CIGS比晶体硅及CdTe电池有更宽的光谱响应;其次CIGS弱光下有更高的发电效率;另外在高温、遮阴环境下,CIGS具备更稳定的发电性能。

薄膜太阳电池的挑战

为突破晶硅垄断的光伏市场,孙云教授认为薄膜电池需要将产品趋向于多元化,削弱晶硅产品同质化。不同光伏电池产品具有不同的性能优势,各有其市场与消费群体定位,其性价比往往没有可比性,产品多元化是降低同质产品恶性竞争有效战略。

在应用多样性方面,薄膜电池可以偏向于分布式电站、BIPV、光伏建材构件等领域。而且在CIGS电池在光伏建筑一体化已经得到了广泛的应用,有很多成功案例。另外,薄膜电池因其柔性可弯曲的特点,还可以广泛应用在背包、幕墙、弧形屋顶、车顶等各类场景中。如此一来,薄膜产品可削弱晶硅产品的同质化,未来发展可期。

而在电站发电的主流市场,孙云教授预测认为,一旦薄膜电池进入组件市场,占据10%即可达到10GW以上。而想要进入组件发电市场,CIGS电池产线国产化及成熟稳定是关键。

在演讲中,孙云教授假设:CIGS电站与多晶硅电站均以10MW为单位,CIGS组件效率为15%,多晶硅组件效率为16%,两者售价相同,两电站在同一地点,CIGS电站年发电量高于晶硅电站8%,CIGS组件25年衰退5%,晶硅组件衰退20%。

以此条件将CIGS电站与多晶硅电站进行了收益比对,发现CIGS项目内部收益率远高于晶硅,项目投资回收期缩短一年;而且CIGS电站年发电量高于晶硅电站8%及较低的衰减率,其影响要远远高于初期投资成本的变化。

但是以上结论能够实现的关键在于15%的量产效率、年发电量高8%、与晶硅等同的价格三点。孙云教授表示,CIGS量产平均效率15%已经可以达到;电池稳定不衰退,电站年发电量高于晶硅电池8%也已经被证实;关键在于设备与工艺的稳定成熟,并达到大规模生产,使得CIGS组件价格与多晶硅等同这一条件需要努力实现。

孙云教授最后表示,对CIGS高效薄膜太阳电池关键核心技术与装备实施国产化攻关,提高关键环节的创新能力,形成薄膜太阳电池技术创新体系,解决关键核心技术与高端装备对外依存度高、高端装备制造业和生产性服务业发展滞后等问题,全面提升大面积薄膜半导体材料核心装备的创新能力,不仅可提升我国新能源产业的国际竞争力,同时对我国新型薄膜材料和器件的科技发展、工业化升级转型具有重大战略意义。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201811/16/298580.html
责任编辑:zhoutianwei
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
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。

陈悦天&缪炎峰&赵一新AM:面向高效、明亮深红光LED的空间限域CsPbI₃纳米晶薄膜的大规模制备来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 09:31:41

作为深红光发射体的主要候选材料,全无机CsPbI薄膜通常因晶粒融合且缺陷态多而导致深红光钙钛矿LED性能不佳。本文上海交通大学陈悦天、缪炎峰和赵一新等人报道了一种通过大规模制备实现强空间限域、性能优异的深红光发射CsPbI纳米晶薄膜。

Sci. Adv.:基于钙钛矿单晶薄膜的深蓝光发光二极管来源:知光谷 发布时间:2025-12-15 18:05:31

钙钛矿材料因其优异的光电特性与可溶液加工等优势,在发光二极管领域展现出广阔的应用前景,尤其在色纯度、荧光量子产率及波长可调性方面表现突出。目前,钙钛矿蓝光器件的研发主要围绕混合卤素与准二维结构两种策略展开,通过组分调控与维度工程,天蓝光区域的发光效率已提高至25%以上,显示出良好的发展态势。

新加坡国立大学侯毅Nature:氰酸盐三结太阳电池的超宽带隙钙钛矿来源:矿物薄膜太阳能电池 发布时间:2025-12-10 14:29:30

背景介绍三结太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心方向,超宽禁带钙钛矿作为顶层吸收体的瓶颈制约其发展。目前钙钛矿/硅双结电池效率已达33.7%,但三结电池的关键瓶颈是缺乏高性能UWBG顶层电池。虚线框区域为设备的检测间隙。a,不含氰酸盐和含5%氰酸盐的钙钛矿晶体结构计算结果。a,不同浓度溴和氰酸盐的VOC对比。总结与展望首次证实OCN可稳定嵌入钙钛矿晶格,利用其与Br的晶格匹配性,诱导适度畸变,同步优化元素分布与缺陷抑制。

成功突破技术瓶颈!大连耀皮显著提升TCO玻璃核心竞争力来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-12-04 08:59:19

近日,上海地产集团下属大连耀皮CVD在线镀膜玻璃生产技术取得里程碑式进展,成功攻克3660mm镀膜净宽关键技术瓶颈,显著提升TCO玻璃的生产能力和核心竞争力,为薄膜太阳电池产业及未来发展奠定坚实基础。

非富勒烯电子传输层!20.5%有机+26.5%钙钛矿,苝酰亚胺分子双破纪录!告别C60、PCBM统治时代来源:钙钛矿坊 发布时间:2025-12-01 15:50:56

图3:PM6:L8-BO器件中S-di-NBr效率19.66%居首,D18:L8-BO进一步提升至20.53%,优于PNDIT-F3N;电荷抽取/复合抑制全面领先。图5:钙钛矿电池中12mgmLS-di-NBr旋涂给出26.53%效率,高于蒸镀C60的26.03%;55°C600h与连续光照均保持95%初始性能。S-di-NBr在有机太阳电池中实现20.53%效率并刷新厚度耐受,在钙钛矿电池中旋涂即可达26.53%效率,且热/光稳定性显著优于C60与单体,为高效稳定薄膜光伏提供了可规模化的新型阴极界面材料。

英利发展参加SEMI秋季会议 于波博士成功当选电池和BIPV工作组组长来源:英利发展 发布时间:2025-11-28 11:11:32

11月26日,SEMI中国光伏标准技术委员会2025年度秋季会议在无锡隆重召开。在此背景下,英利发展副总裁、国家技术标准创新基地(光伏)主任于波博士凭借在晶体硅太阳电池技术研发、光伏建筑一体化应用实践及行业标准制定领域的深厚积淀与卓越贡献,在本次会议上成功当选SEMI中国光伏标委会晶体硅太阳电池工作组和光伏建筑一体化工作组组长。

突破27%!钙钛矿太阳能电池刷新效率纪录来源:德知科研 发布时间:2025-11-26 09:28:18

电子科技大学团队制备的钙钛矿/晶硅叠层太阳电池,在65℃高温环境中连续工作1200小时后,效率仍保持初始值的96%以上。钙钛矿太阳能电池的未来发展,可能不会完全取代晶硅技术,而是与之互补共存。

前沿光伏技术之中间带太阳电池:让低能光子“无处可逃”的超能武器来源:网络 发布时间:2025-11-24 11:09:28

以晶体硅为代表的第一代太阳电池,其效率已接近理论极限,提效空间有限;第二代太阳电池(CdTe、CIGS、非晶/微晶硅等)虽然生产成本较低,但效率偏低,且其中部分材料存在资源稀缺或环境毒性等问题,难以支撑大规模可持续应用。在此背景下,第三代太阳电池应运而生,包括有机光伏、钙钛矿电池、多结叠层、中间带、热载流子、光子/激子倍增以及热光伏等。这些新技术的共同目标是在不增加复杂封装与阳光跟踪系统的前提下,不断推动单片电池转换效率的提升。

新发展形势下新能源消纳及市场化的思考来源:中能传媒研究院 发布时间:2025-11-11 15:39:54

广东分布式光伏的快速发展给配电网带来了不小压力,新能源消纳难题愈发凸显。广东省能源局积极响应和落实“136号文”精神,于9月19日正式印发《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的实施方案》,推动广东正式迈入新能源全面市场化的新阶段。新能源参与现货市场面临低价风险。

双激光真空工艺可生产高质量的CsPbBr₃钙钛矿薄膜,用于制备高效的绿色发光二极管来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-11-11 14:12:35

CsPbBr等卤化物钙钛矿因其高颜色纯度、缺陷容忍性和可调带隙而成为下一代光电器件的有前途的材料。在超高真空下,使用紫外Nd:YAG激光器将通过逆温结晶合成的单晶CsPbBr靶材烧蚀到蓝宝石衬底上。在光学上,CsPbBr薄膜表现出2.36eV的直接带隙和以524nm为中心的强烈绿色发射。该工艺还有效抑制了缺乏Cs的杂质相的形成,这些杂质相通常会限制发光效率。该研究展示了一种在真空下构建高纯度卤化物钙钛矿异质结构的可控方法。