双面发电的钙钛矿叠层电池 – DOE30万美元资助

来源:全球光伏发布时间:2021-11-05 09:03:28

五年前,双面发电是一种设计理念;2021年,晶硅电池双面发电是一种标配。

然而,未来的太阳能电池技术 – 钙钛矿,如今也玩起了双面发电。

美国托莱多大学的物理学家正在突破太阳能发电的极限,其研发的钙钛矿太阳能电池小组件,实现了双面发电的新功能。

通过一个创新项目,该项目结合了两种类型的太阳能电池,不仅可以收集来自太阳的光,还可以收集从地面反射的光,研究人员正在创造技术来开发更坚固、更耐用的太阳能电池板。

1. 华人博士领先一步

 


 

Toledo大学是研究钙钛矿先进材料的世界领先者。在Toledo大学主导钙钛矿光伏电池研究的是宋兆宁和严彦发博士。

钙钛矿的实验室效率已经非常接近晶硅电池,目前研究人员大多致力于尺寸和稳定性的研究。而宋兆宁和严彦发博士却认为,未来更高效率、双面发电是降低光伏度电成本的必经路径。通常实现更高效率的方法是将钙钛矿与其它电池技术叠层,而如果电池的正反面都能有两种技术的叠层电池,就能实现双面发电。

Toledo大学的研究人员已经在申请该技术的专利,称为单片双面钙钛矿-碲硒化镉(镉 - 硒 - 碲化合物电池 (cadmium-selenide-telluride (CST) )叠层电池。

来自自然科学与数学学院的宋兆宁博士和特聘大学物理学教授严彦发博士共同领导了这项研究,此前他们曾创造了利用钙钛矿太阳能电池的世界效率纪录。研究人员表示,根据理论计算,单片双面叠层设计可以将传统晶硅太阳能组件的背面发电输出功率密度限制提高多达 50%,特别是浅色混凝土地面。目前已经实现概念验证设备证明转换效率提高了 25% 以上。

2. DOE 30万美元资助

美国能源部已经授予 Toledo大学为期一年的 300,000 美元赠款,用于推进研究,钙钛矿太阳能电池技术集成到现有的基于镉 - 硒 - 碲化合物电池 (cadmium-selenide-telluride (CST) - 基太阳能电池)中,最大限度地提高性能薄膜串联太阳能电池和降低能源成本。

UToledo 大学此项目是美国能源部太阳能技术办公室在全国范围内选定的 40 个项目之一。《全球光伏》曾报道美能源部为光伏拼了,美能源部拨款4000万美元支持40个项目,包括延长光伏系统寿命,降低太阳能技术成本,开发更高效率的电池技术等。


 

在美国众议院能源和水资源开发拨款小组委员会对40个候选项目的评价中,托莱多大学该项研究被认为“处于这项工作的前沿,其推进下一代太阳能技术的工作将为我们提供在 21 世纪取得成功所需的负担得起、可靠、低排放的能源方面发挥关键作用”。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202111/05/346030.html
责任编辑:zhouzhenkun
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
云南省钙钛矿太阳能电池技术研发取得新进展来源:云南网 发布时间:2026-08-11 09:15:20

云南省昆明理工恒达科技与昆明理工大学黄惠教授团队在钙钛矿太阳能电池技术研发上取得重要进展。团队实现小面积单结器件认证效率27.16%,并完成有效面积661 cm²组件的小批量工艺验证;已稳定制备30 cm×30 cm组件,转化效率达22%,目标提升至24%以上。针对产业化中面积放大导致的效率衰减与薄膜均匀性等难题,团队构建产学研联合体,推行“基础研发+工程放大”双轨路径:材料层面首创体相与晶界缺陷协同抑制策略,不同带隙器件效率达24.12%–26.84%,1000小时运行后效率保持率94%;界面工程优化埋层并抑制非辐射复合,1200小时保持率96%;电极工艺采用银-铜合金共蒸镀及低温刷涂技术,降低贵金属用量,适配卷对卷量产。(199字)

隆基成为拜仁慕尼黑全球官方合作伙伴来源:隆基绿能 发布时间:2026-08-07 10:01:54

8月6日,隆基绿能与拜仁慕尼黑足球俱乐部在香港正式宣布建立全球官方合作伙伴关系。此次合作以“POWER ON, GAME ON”为主题,分别呼应隆基推动清洁能源普及的使命与拜仁追求卓越的竞技精神。作为全球光伏技术领军企业,隆基凭借晶硅-钙钛矿叠层电池35.5%的转换效率世界纪录及连续26个季度AAA可融资性评级,彰显其技术实力;拜仁则以百年历史、“Mia san Mia”文化及全球影响力成为体育标杆。双方将围绕联合推广、球迷互动及可持续发展展开协作,并探讨将隆基太阳能解决方案应用于拜仁训练设施等场景。该合作是隆基继柏林马拉松后本年度在欧洲体育领域的第二项重要布局,亦体现其高端户用品牌EcoLife在欧洲市场的深入拓展。

突破31%!钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池新纪录:双界面工程助力效率与稳定性双丰收来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-08-06 08:36:09

本文报道了我国科研团队在钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池领域取得的重大突破:通过创新性提出“双界面载流子传输工程”(DICTE)策略,同步优化底部(空穴侧)与顶部(电子侧)界面,成功将小面积器件效率提升至31.09%(认证30.57%),大面积器件达28.85%,并显著增强长期稳定性——未封装器件在氮气环境中储存3576小时后效率保持94%,70°C热老化960小时后仍超90%,最大功率点跟踪756小时后保持91%。研究针对CIGS表面粗糙导致钙钛矿成膜不均、界面能级失配及缺陷复合等核心瓶颈,分别采用双层NiOₓ空穴传输层实现保形覆盖与高效空穴提取,以及EDADI/p-F-PEAI双分子协同钝化改善电子传输与能带匹配,系统解决了效率与稳定性难以兼顾的难题,为叠层光伏实用化提供了新路径。(199字)

北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展来源:北京大学材料科学与工程学院 发布时间:2026-08-04 10:11:25

北京大学周欢萍团队针对钙钛矿太阳能电池因软晶格和低缺陷形成能导致的界面缺陷多、稳定性差等关键瓶颈,提出一种基于氩气/四氟化碳混合等离子体的表面工程新策略。该方法分两步实现原位界面重构:先以Ar等离子体物理刻蚀去除表面缺陷层,再利用CF₄等离子体产生的活性氟与未配位铅离子反应,构筑4–7纳米厚、连续致密且强键合的氟化铅钝化层。该钝化层显著降低界面缺陷密度(降幅约90%),提升载流子寿命与能级匹配,从而同步增强效率与稳定性。小面积电池效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环老化等多条件下展现出优异长期稳定性。研究成果发表于《Science》。

通威受邀出席2026第四届DeCarbon低碳科学国际会议来源:通威集团 发布时间:2026-08-03 09:21:44

通威股份在青岛DeCarbon会议上发布钙钛矿-硅叠层电池重大进展:210半片电池效率达32.19%,组件功率突破776W;首创兼容HJT产线的两步法工艺,攻克绒面成膜难题;建成行业首条5MW试验线,获国家高层关注。展现中国光伏下一代技术引领力。

钙钛矿—有机叠层太阳能电池研究取得新突破来源:人民日报 发布时间:2026-08-03 09:13:49

本文报道了中国科学院化学研究所李永舫院士与孟磊研究员团队在钙钛矿—有机叠层太阳能电池领域取得的重要进展。该团队成功研制出稳态光电转换效率达28.04%的新型叠层器件,成果发表于《自然》期刊。此类电池由宽带隙钙钛矿子电池与窄带隙有机子电池串联构成,旨在拓宽光谱响应、突破单结电池的理论效率极限。针对长期制约其性能的宽带隙钙钛矿前电池电压损失大、光照下易发生相分离及稳定性差等关键问题,研究团队提出“全阶段调控”策略,通过引入可光转换的添加剂分子,优化钙钛矿组分混合均匀性,并增强其与表面的结合力,从而显著抑制相分离、提升电压输出与运行稳定性。

印度迎来 10GW 钙钛矿叠层组件项目,规划 2028 年量产来源:TaiyangNews 发布时间:2026-07-31 05:57:10

印度光伏企业Rayzon Solar与Navitas Solar分别与美国Caelux公司签署五年合作协议,共同推进总计10GW钙钛矿-硅叠层光伏组件本土化量产,目标于2028年面向印度地面电站市场实现商业化交付。双方将采用Caelux的Active Glass技术——一种集成钙钛矿层的特种顶层玻璃,将其适配于各自现有的TOPCon组件产线,从而在不改变主体结构前提下提升效率至最高28%。Rayzon依托其11.3GW双面组件制造平台,Navitas则利用其垂直一体化产线,各承担5GW产能建设。项目严格遵循印度ALMM认证要求,并支撑该国2030年500GW清洁能源目标。此前Caelux已与美国Solx达成3GW合作,此次布局标志钙钛矿叠层技术加速迈向规模化应用。(199字)

协鑫集成牵头启动《三端晶硅钙钛矿叠层太阳能电池测试方法》 团体标准首次编制来源:协鑫集成 发布时间:2026-07-27 15:17:47

7月24日,协鑫集成联合苏州大学、扬州大学,在苏州牵头召开《三端晶硅钙钛矿叠层太阳能电池测试方法》团体标准首次编制会议,标志着我国在该领域测试标准化实现“从0到1”的突破。针对当前三端叠层电池因缺乏统一测试规范导致数据不可比、产业化受阻的问题,标准将系统界定测试流程、参数定义与数据处理方法,并设计分级方案,适配研发与量产验证需求。该标准旨在提升测试可靠性,支撑国产装备与材料验证,推动国内规范与国际接轨,助力我国参与光伏国际标准制定。依托在柔性叠层电池领域的技术积累,协鑫集成近期自主研发的柔性晶硅钙钛矿叠层电池获CPVT认证,光电转换效率达33.44%,器件级比功率超2000W/kg,居全球第一梯队。(199字)

35.5%!隆基再次刷新晶硅-钙钛矿叠层电池效率世界纪录来源:隆基绿能 发布时间:2026-07-16 09:28:24

隆基绿能宣布晶硅-钙钛矿叠层电池效率达35.5%,创世界新纪录!该技术理论极限达43%,远超单结电池。年内屡破纪录,35.2%效率已入第68版《太阳能电池效率表》,大尺寸组件效率达31.4%,产业化进程加速。

Nature!钙钛矿-有机叠层电池效率28.04%刷新世界纪录!来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-07-15 10:04:38

本文报道了中科院化学所李永舫院士、孟磊研究员团队在钙钛矿-有机叠层太阳能电池领域的重大突破。针对宽带隙钙钛矿前电池存在的卤素相分离导致电压损失大、稳定性差等瓶颈,团队提出“全阶段调控”策略,设计并引入可光转换添加剂TDB分子:在成膜阶段稳定碘溴混合相,光照下原位转化为强锚定钝化分子,全程抑制相分离。由此制备的宽带隙子电池开路电压创同类纪录,与窄带隙有机后电池精准集成后,叠层器件获得28.80%的实验室效率和经第三方认证的28.04%稳态光电转换效率,刷新世界纪录;同时在625小时持续光照后仍保持90%初始效率。该技术兼具高效率与高稳定性,有望拓展至建筑、交通、可穿戴设备及航天等多元应用场景。(199字)

MSWay与Halocell Energy签署合作备忘录,联合攻关柔性钙钛矿太阳能电池技术来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-07-15 08:54:14

MSWay与Halocell Energy近日签署合作备忘录,双方将联合推进柔性钙钛矿太阳能电池的产业化。MSWay将为其提供自主研发的柔性透明电极(FTE)材料,该材料具备高透光率、优异导电性与强机械柔韧性,是提升钙钛矿电池电荷收集效率、耐用性及整体性能的关键组件。这些FTE材料将被集成至Halocell Energy基于卷对卷(R2R)工艺的可打印钙钛矿太阳能电池生产流程中,以加速轻质、高效柔性光伏产品的规模化制造。此次合作旨在开发面向高价值及新兴应用场景的灵活太阳能解决方案,既是MSWay拓展国际技术联盟的重要举措,也为其柔性电极技术进入全球下一代太阳能市场奠定基础。双方将持续协作,推动柔性光伏技术商业化进程,助力可持续能源产业发展。(199字)