实际效率可达到18.47% 科学家试图用锗取代锡开发克斯特太阳能电池

来源:OFweek发布时间:2020-09-17 14:54:05

国际研究小组发现,克思特光伏电池材料中存在的一些晶格缺陷实际上可以提高效率,而不是降低效率。该小组相信钾长石光伏电池将在未来十年内大规模生产。

由伊朗塔比亚德·莫代雷斯大学,德黑兰大学,沙希德·巴哈纳尔大学,克尔曼大学,塞姆南大学和科威特大学领导的研究人员对10.33%的高效钾钛矿型太阳能电池进行了缺陷分析,他们的分析发现,通过精心控制地向材料中添加缺陷,此效率可以提高到18.84%。

论文中描述提高CZTSSe太阳能电池的效率,工程在吸收层晶格缺陷,发表在太阳能、缺陷的设备进行了分析通过一系列基于有限元数值模拟方法(FEM),最使用的方法来解决工程和数学模型的问题,和有限差分(FD)技术,这近似于衍生品通过结合附近使用一组权重函数值。

科学家指出,克斯特晶体层的各种晶格缺陷,包括空位、间隙和反位缺陷,通常被认为是这些电池低转换效率的原因。

他们特别分析了硫化铜锌锡/硒化物(CZTS和CZTSe)和酯层的缺陷。他们表示:“很明显,缺陷在层的带隙中产生了陷阱级别。”在缺陷评估的每个部分中,主要缺陷被去除,单元的无缺陷吸收层用每个部分的每个状态下新的指定缺陷建模。

然而,他们的分析显示,其中一些缺陷实际上可以提高而不是降低电池效率。密度低于吸收层载流子密度,能级远离电子的费米能级和带隙中间的缺陷。费米能级描述了绝对零度温度下电子能级集合的顶部。

合著者Mehran Minbashi说:“我们发现由于吸收层的缺陷工程,钾长石太阳能电池的性能可以提高50%(相对而言),从10.33%提高到18.47%。”目前,报道过的钾长石太阳能电池的最高效率是12.6%。

Minbashi补充说,他们现在正致力于将研究结果应用到真正的太阳能电池上。明巴希进一步指出,钾长石太阳能电池将在这个十年结束时实现商业化生产。

在低成本薄膜太阳能电池中,钾长石是最有前途的吸光材料候选者之一。凯斯特酸盐由铜、锡、锌和硒等常见元素组成,与铜铟硒化镓(CIGS)化合物不同,未来预计不会出现供应瓶颈。目前,尽管钾长石仍然落后于CIGS在大规模生产中的效率。

今年,爱沙尼亚的研究人员宣布了一种效率为8.7%的钾长石电池。2018年8月,澳大利亚研究人员实现了一种基于硫化铜锌锡或硫化物基酯的电池10%的效率。这种电池的世界纪录是12.6%,由日本薄膜生产商Solar Frontier在2013年创造。

去年,来自德国柏林亥姆霍茨中心的研究人员透露,他们正试图用锗取代锡,用于开发克斯特太阳能电池。

责任编辑:niupengzhen
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
日本理光:2030年前建成百兆瓦级喷墨打印钙钛矿电池产线来源:TaiyangNews 发布时间:2026-11-05 09:09:16

日本理光公司宣布,计划于2030年前在宫城县建成百兆瓦级喷墨打印钙钛矿太阳能电池量产线,远期目标扩展至吉瓦级规模。其核心技术是利用自主开发的精密喷墨打印工艺,直接按图形沉积电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层及对电极等全部功能层,从而替代传统旋涂/模头涂布加激光刻蚀、以及真空沉积等工序。该方案依托理光在喷墨打印头、供墨系统和高速卷材印刷领域的技术积累,旨在提升材料利用率、简化制程、降低制造成本,并支持连续化大规模生产。该项目已获日本经济产业省GX供应链支援计划及绿色创新基金支持,由理光联合大和房屋工业与NTT Anode Energy共同推进,目标是到2030年实现超300MW年产能,并将发电成本降至14日元/kWh。

南邮新成果实现溶液法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池最高转换效率来源:科学网 发布时间:2026-11-02 09:22:49

南京邮电大学辛颢团队在《自然·能源》发表突破性成果,提出一种基于溶液化学调控的新型策略,通过在前驱体溶液中构建铜、铟、镓多元金属互联分子网络,精准控制热分解与相变过程,有效抑制杂质生成和元素偏析。该方法采用乙酸铜等原料,利用乙酸根的双重键合能力实现组分预锚定,显著提升薄膜均匀性与相纯度。由此制备的铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池经认证达17.53%转换效率,创溶液法世界纪录;铜铟硒(CIS)器件达15.30%。值得注意的是,该成果未引入梯度带隙、碱金属掺杂等常规优化手段,仅靠前驱体分子结构创新即实现性能跃升。研究不仅推动轻质、柔性、低成本CIGS电池产业化,其溶液化学设计理念还可拓展至其他多元无机光电器件,为薄膜光伏技术降本增效提供新路径。(199字)

TNO携手东洋制罐推进钙钛矿产业化,计划在荷兰建厂来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-29 08:55:45

荷兰研究机构TNO、其衍生公司Perovion Technologies与日本东洋制罐集团控股公司达成合作,共同推进柔性钙钛矿太阳能电池的产业化。三方签署意向声明,制定涵盖技术开发、材料研发、卷对卷(R2R)制造工艺及组件集成的联合路线图。Perovion将依托TNO的技术基础,主导商业化转化,并计划于2030年在荷兰建设首座钙钛矿光伏薄膜R2R量产工厂;东洋制罐则提供MiraNeo平台下的先进封装材料与组件集成能力;TNO持续负责技术研发与规模化支持。该技术以轻质、柔性、可弯曲为特点,适用于传统晶硅组件难以部署的场景,如轻型屋顶、建筑立面、车辆及历史建筑等。合作旨在突破钙钛矿电池在长期稳定性与环境耐久性方面的产业化瓶颈,加速其迈向大规模生产和全球市场应用。(198字)

京东方光能申请太阳能电池组件及其制作方法专利,实现电极引线与太阳能电池电极的连接来源:金融界 发布时间:2026-10-29 08:53:46

本文介绍了合肥京东方光能科技有限公司与京东方科技集团股份有限公司联合申请的一项太阳能电池组件及其制作方法专利(公开号CN122995404A,申请于2025年4月)。该专利核心在于提出一种新型连接结构:通过第一、第二电极引线分别连接首尾两个太阳能电池的对应电极(即首电池的第一电极与末电池的第二电极),引线材料可选金属氧化物导电薄膜、金属导电薄膜,或二者叠层结构,旨在提升电极引线与电池电极间的可靠连接性能。文中还简要说明了两家申请主体的基本情况——合肥京东方光能为2024年成立的光伏领域新公司,注册资本近6亿元;京东方集团则是深耕电子制造多年的龙头企业,拥有超六万项专利。

理光将在日本宫城县建钙钛矿太阳能电池生产基地,2030年形成数百兆瓦年产能来源:索比光伏网 发布时间:2026-10-28 09:08:27

理光公司宣布将于日本宫城县的理光工业东北基地建设钙钛矿太阳能电池生产基地,该项目已入选日本GX(绿色转型)供应链发展支持项目。基地将采用理光自主研发的喷墨印刷技术制造钙钛矿太阳能电池,通过喷墨涂布方式完成各功能层沉积,避免传统工艺中的真空镀膜和激光刻蚀等复杂环节,从而简化生产流程、提高材料利用率并降低量产成本。根据规划,该基地目标在2030年前实现数百兆瓦的年产能,并在此基础上持续扩产,逐步迈向吉瓦级规模。此举标志着理光正式布局下一代光伏技术产业化,聚焦高效、低成本的钙钛矿电池本地化制造。

上智大学等开发出无铅钙钛矿太阳能电池新技术,同时提高耐久性与转换效率来源:日本经济新闻 发布时间:2026-10-27 10:52:11

上智大学等研究团队开发出一种新型无铅钙钛矿太阳能电池技术,以锡替代有毒的铅作为核心元素,旨在兼顾环境安全性与器件性能。针对锡易氧化导致结构退化、进而影响效率与稳定性的关键难题,团队设计了 Ruddlesden–Popper 型层状结构:由锡-碘无机导电层与有机分子层交替堆叠构成,并引入2-氨基苯并噻唑作为分子钝化添加剂。该结构既通过有机层阻隔水氧提升耐久性,又借助添加剂抑制锡氧化、降低界面电阻,使电池在100天后仍保持约85%的初始效率。尽管当前转换效率尚低于含铅同类器件,但该成果为安全、稳定、可实用化的钙钛矿光伏技术提供了新路径,后续工作将聚焦于效率提升与大面积制备。(199字)

松下控股将玻璃型钙钛矿太阳能电池量产提前一年,计划2029年4月投产来源:广角观察 发布时间:2026-10-21 14:16:04

松下控股宣布将玻璃型钙钛矿太阳能电池的全面量产时间提前一年,由原定的2030财年调整为2029年4月,并将在日本滋贺县长滨市的量产技术开发基地正式启动。此举旨在加速该新型光伏技术的商业化进程。在此之前,公司已于2026年9月启动先行量产,相关产品目前由大阪府守口市的研发基地生产,主要用于面向客户的试用与实证,以积累实际安装、运行及维护经验,为后续规模化量产夯实技术与应用基础。

11月2日正式发布 AD/CVD 征税令——美国裁定印度、印尼、老挝光伏产品构成实质损害来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-16 08:49:59

美国国际贸易委员会(USITC)于2026年作出最终裁定,认定从印度、印度尼西亚和老挝进口的太阳能电池及光伏组件对美国本土产业造成实质性损害。该裁决基于美国光伏制造贸易联盟(AASMT)2025年7月提交的请愿书,并继美国商务部(DOC)同年9月确认上述三国产品存在倾销与补贴行为后作出。据此,DOC将于2026年11月2日正式发布反倾销与反补贴(AD/CVD)征税令,税率依国别和企业而异,海关将同步开始征收现金保证金。此举标志着美国光伏贸易救济范围继柬埔寨、马来西亚、泰国、越南之后,进一步扩展至印、印尼、老挝三国。AASMT同时正推动针对埃塞俄比亚组装、含中国零部件光伏产品的调查,并联合其他联盟应对韩国等地可能存在的关税规避行为。(199字)

“蓝片”不列入本土制造!印度发布新版ALMM电池命名标准草案来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-13 09:00:16

印度新能源与可再生能源部(MNRE)发布ALMM List-II光伏电池命名标准修订草案,拟推行统一的14位字母数字编码体系。该编码涵盖原产地(前4位,“D”表本土、“F”表进口)、电池技术(如MP、TC、HJ等,第5–6位)、硅片尺寸(如MA、GA等,第7–8位)及转换效率(第9–11位,省略小数点),末3位预留。草案明确:使用已扩散镀膜的“蓝片”生产的电池不视为印度本土制造,不得用于DCR项目。新规适用于备忘录发布后的新申请,存量型号须在2个月内完成更名。同时,组件BIS注册需新增4位MMCC国家代码,区分组件与电池制造国。意见反馈截止2026年10月12日。(199字)

横店东磁申请太阳能电池的制备方法专利,降低接触电阻来源:金融界 发布时间:2026-10-12 06:00:37

横店集团东磁股份有限公司于2026年6月向国家知识产权局申请了一项名为“太阳能电池的制备方法”的发明专利(公开号CN122892299A)。该专利聚焦于优化太阳能电池结构,通过在基底层受光面和/或背光面构建具有区域差异化的掺杂半导体层,使接触区表面凸起且掺杂浓度高于相邻非接触区,或在背光面交替设置两类掺杂层作为接触区,再配合电极制备。其核心技术创新在于实现局部精准调控,从而有效降低金属电极与半导体之间的接触电阻,进而提升电池的开路电压与短路电流。作为国内光伏与磁性材料领域的重要企业,横店东磁长期布局技术研发,截至当前已累计拥有专利2911项。(199字)

大面积钙钛矿太阳能电池光电转换效率创新高来源:科技日报 发布时间:2026-10-10 09:52:29

澳大利亚新南威尔士大学与UtmoLight公司合作,成功研制出面积达676平方厘米(30 cm × 30 cm)的大面积钙钛矿太阳能电池,实现23.5%的光电转换效率,刷新世界纪录。该成果证实钙钛矿技术在放大尺寸后仍能保持高效率,显著提升了其规模化制造与产业化应用前景。研究通过材料创新与工艺优化,取消了易引发不稳定的氧化镍层,简化制程并提升性能。团队下一步将试制2.8平方米的全尺寸商用组件,验证更大面积下的可行性。尽管钙钛矿在成本与光谱利用(如与硅基电池叠层)方面优势突出,但其在湿热环境下的稳定性、大面积均匀性控制及长期可靠性仍是产业化亟待突破的关键挑战。(199字)