当前位置:首页 > 光伏资讯 > 会议资讯 > 正文

谭海仁:钙钛矿光伏产业化进展

来源:索比光伏网发布时间:2024-04-16 09:59:39

今天汇报的题目包括三个方面:发展趋势、技术进展、产业化进展。

一、钙钛矿技术发展趋势

其实钙钛矿这个材料是最近十几年在光伏领域非常新兴的材料,在国内外的科研界也受到了非常广泛的关注,现在也已经成为了国内外研究的热点。同时,也正处于这个产业化的初期。钙钛矿这个材料,它不是一个地下的矿,它其实是人工合成材料,是ABX3分子结构。应用在光伏领域的钙钛矿,既没有钙,也没有钛,在这里给大家做一些科普,实际上它大部分都是有机阳离子、金属、卤化物,来构成ABX3的材料。它的工作原理跟我们传统的晶硅是有所不同的,传统晶硅靠硅片吸收光,硅片的吸光比较弱,所以我们的硅片一般在100μm以上,而我们的钙钛矿实际是一种薄膜的光伏技术,吸光只需要500nm左右,然后我们还需要一些空穴传输层,把这个电子空穴传导出来,原理跟传统的晶硅有点类似,但它的组件结构其实不太一样。

钙钛矿作为一个新型的光伏技术,有非常多的优势,所以近几年来,随着“双碳”目标的推出,包括从科技部、能源部、工信部再到住建部等等,现在都推出了很多政策支持钙钛矿产业的发展。2023年,MW级的钙钛矿示范站已投入运营,现在行业内平米级组件的转化效率已经可以达到18%以上了,预计到今年,整个行业可以把这个组件的转化效率提升到21%以上。所以在今年以及未来的两到三年,它的发展行业趋势是从小试/中试,到走向大规模量产,从实验室的验证测试,到户外的实证基地。今年我们也计划跟余鹏程董事长一起在同心建设一个世界上真正的兆瓦级的示范基地。

推动光伏产业的发展,最核心的就是通过提升转换效率来降低光伏发电的成本。在过去十几年的时间里,随着中国光伏产业的大力发展,整个光伏的系统造价整体下降超过了80%,主要来源于组件价格的持续下降,它主要得益于效率的不断提升。现在晶硅的产业化效率,已经接近物理极限了,所以“提效降本”是光伏技术进一步发展的方向。

说到这里,我们不得不提,单结技术走到尽头,下一步技术的发展方向,就是要去做叠层的光伏技术。原来只有一层,将来技术的发展方向,可能会有两层的光伏材料,来吸收不同的太阳能光谱,进一步提高它的转换效率。

钙钛矿叠层电池技术中,主要有两个方向。一个是跟现有的晶硅做叠层。另外,可以利用钙钛矿吸光范围可调的特点,做一个全钙钛矿的叠层电池。相比于晶硅钙钛矿叠层来说,全钙钛矿叠层有更低的发电成本、更简单的制备工艺。所以将来这样的全钙钛矿叠层电池的发电成本,大概可以做到现在晶硅的一半,它的转换效率可以跟晶硅钙钛矿叠层电池相当,但远超单结钙钛矿或单结晶硅的转换效率。

目前的叠层电池主要是两端和四端,但我们在系统中更倾向于用四端,系统成本更低,质量更轻。

二、钙钛矿光伏电池进展

(PPT图示)从图上可以看到,钙钛矿效率已经达到26.41%。仁烁光能非常核心的技术是,我们可以利用钙钛矿和钙钛矿自身的结合来制备叠层电池,目前的研发效率也超过了30%,远大于单节钙钛矿电池的转换效率。

主要的研发方向,聚焦如何实现高效率、大面积钙钛矿的组件制备,所以我们会从钙钛矿的配方,一直到钙钛矿膜层的制备,再到工艺的改进,最后到我们跟同心董事长一起联合做的事情,通过提升、改进这个封装方案来改善组件的可靠性。

我们通过界面的处理,以及对大面积组件膜层和工艺制备进行改进,我们公司的研发中心可以实现中试尺寸叠层认证效率24.8%,接近25%,非常接近现有单晶硅电池的研发效率。

从最近的科研进展来看,钙钛矿组件做了很好的封装和改进之后,可以满足IEC的稳定性测试标准,包括湿热、老化、高低温、冷热循环,甚至在光照的情况下,都可以通过IEC的全套测试标准。我们公司的大面积组件,也已经开展了自己实验室内部的测试,也是可以通过的。接下来,下半年我们会送到第三方测试机构去开展可靠性的探索,同时也会通过建立兆瓦级的示范电站,进一步研究它在户外实际条件下运行的可靠性。

(PPT图示)这是我们在公司门口建的30cm×40cm的小型研发组件。经过半天的观测,可以看到它的输出峰值功率还是非常稳定的,跟日照峰值的光照强度基本呈非常好的线性关系,像这样的钙钛矿组件,并不像大家想的那样不稳定,它表现出优异输出功率的稳定性。

三、钙钛矿光伏产业化进展

最近我们在量产1.2m×0.6m标准组件,我们在公司门口建立了10kW的小型示范电站,今年下半年我们也将跟余鹏程董事长一起开展兆瓦级的电站,将来我们可以通过更多的实证数据,推动光伏产业的可靠性进展。

目前大概有四家公司已经实现了百兆瓦级的量产中试线,分别是无锡的极电光能,昆山的协鑫光电,杭州的纤纳光电,以及我们在苏州的仁烁光能,目前组件的转换效率都可以做到18%以上。我们公司除了单结钙钛矿的研发和生产之外,我们还具备钙钛矿叠层电池的研发和生产技术。目前隆基引领了钙钛矿晶硅的叠层研究,实验室的转换效率可以达到33.9%,但目前这个阶段并没有实现量产中试。所以说,整个钙钛矿的产业化推动还是非常快的。

目前钙钛矿要寻找市场,一定要追求差异化。因为目前组件的转化效率以及生产成本,虽然说潜力很大,但现在也要面临一些实际情况,它跟晶硅还是有差异的,所以我们会跟薄膜电池进行竞争,比如做一个玻璃幕墙,主要是做光伏建筑一体化。随着叠层电池技术的不断成熟、转化效率得到大幅度提升的时候,就可以和现有晶硅光伏技术进行正面竞争,可以竞争大规模电站和工商业屋顶的分布式光伏,甚至还可以在新能源汽车和日常消费电子上做更多事情。

我们公司成立于2021年,目前在常熟还建有一个生产基地。

这是我们在苏州高新区完成建设的世界首条10MW全钙钛矿叠层(单结)电池研发中试线,目前的投入超过5000万以上。基于这条中试线,单结钙钛矿量产工艺的效率已经超过了21%。

今年年初1月份,我们在常熟投建的150MW的量产中试线也已经竣工投产,预计到今年年底,组件的转换效率将超过20%。

目前经过两个月的工艺调试,实际我们的效率提升是非常快的。1月份投产的时候,目前组件的转换效率可以做到16%,预计到6月份将超过18%,到年底可超过20%。很多人可能对钙钛矿的生产、制造不是特别了解,所以我还特意做了一个视频。

这个就是在我们工厂实际拍摄的钙钛矿的全流程生产工艺,大家可以看到,它只有非常简单的十个步骤,而且它的智能化程度非常高。在机器没有故障的情况下,其实从头到尾是不需要任何人工干预的,从玻璃进去,到整个组件出来,大概是1个小时。

以上就是我跟大家汇报的内容,谢谢大家。

本文为速记稿件,未经过嘉宾审核。

责任编辑:周末

特别声明:
凡本网注明来源: "索比光伏网或索比咨询"的所有作品,均为本网站www.solarbe.com合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明来源: "索比光伏网或索比咨询"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
推荐新闻
仁烁光能创始人谭海仁荣获科学技术人物奖

仁烁光能创始人谭海仁荣获科学技术人物奖

8月16-18日,第十九届中国可再生能源大会在西安隆重举行。会议期间,中国可再生能源学会颁发了“2023年度中国可再生能源学会科学技术人物奖”。仁烁光能创始人、董事长谭海仁荣获“2023年度科学技术人物奖——优秀青年科技人才奖”。

仁烁光能谭海仁
2024-08-19
谭海仁:钙钛矿光伏产业化进展

谭海仁:钙钛矿光伏产业化进展

在钙钛矿叠层电池技术中,主要有两个方向。一个是跟现有的晶硅做叠层。另外,可以利用钙钛矿吸光范围可调的特点,做一个全钙钛矿的叠层电池。相比于晶硅钙钛矿叠层来说,全钙钛矿叠层有更低的发电成本、更简单的制备工艺。

谭海仁钙钛矿叠层电池光伏产业
2024-04-16
30.41%!全钙钛矿叠层电池效率新世界纪录诞生

30.41%!全钙钛矿叠层电池效率新世界纪录诞生

2024年9月3日,广东省润世华控股集团旗下广东本数光能科技公司携手武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室童金辉教授团队,研发的全钙钛矿叠层太阳能电池,经国家光伏产品质量检验检测中心认证,转化效率达到了30.41%。此转化效率为当前全钙钛矿叠层电池的世界最高效率,也是低成本薄膜光伏电池的世界最高认证效率。标志着本数光能在钙钛矿太阳能电池研究领域取得了里程碑式的突破。

钙钛矿叠层电池
2024-09-07
隆基6项电池效率世界纪录入选“2024太阳电池中国最高效率榜单”

隆基6项电池效率世界纪录入选“2024太阳电池中国最高效率榜单”

近日,第十九届中国可再生能源大会公布“2024年太阳电池中国最高效率”榜单,包括34.6%晶硅-钙钛矿叠层电池效率世界纪录、27.30%单晶硅太阳电池(HBC)效率世界纪录、27.0%全背接触太阳能电池(TBC)效率纪录等6项隆基电池效率世界纪录入选。

隆基钙钛矿叠层电池
2024-08-21
第40位!隆基连续五年入选胡润中国500强

第40位!隆基连续五年入选胡润中国500强

8月13日,胡润研究院发布《2023胡润中国500强》榜单。隆基位列第40名,连续五年上榜,为榜单中排名最高的光伏企业。

隆基绿能钙钛矿叠层电池BC技术
2024-08-15
建设钙钛矿叠层电池等,华曜精密55亿生产基地项目签约海宁

建设钙钛矿叠层电池等,华曜精密55亿生产基地项目签约海宁

近日,海宁市举行华曜精密科技、爱幕创新项目签约仪式,华曜精密科技生产基地、爱幕创新Pancake光机模组两个科技创新项目签约落户长安镇、高新区,为海宁制造业高质量发展注入新动能、带来新优势。市领导徐明良、姚敏忠、周红霞等参加签约仪式。

华曜精密钙钛矿叠层电池
2024-08-02
推动广西光伏产业高质量发展 一道新能北海基地跻身广西民营企业百强榜单

推动广西光伏产业高质量发展 一道新能北海基地跻身广西民营企业百强榜单

近日,广西民营企业100强发布会在广西·南宁隆重举行,会上正式揭晓了2024广西民营企业百强系列榜单。一道新能北海基地凭借其卓越的经营业绩、持续的技术创新以及对能源转型与乡村振兴的积极贡献荣耀上榜,同时跻身2024广西民营企业100强及制造业100强行列,彰显了一道新能北海基地在广西民营企业领域的强劲实力和在新能源领域的行业影响力。

一道新能光伏产业
2024-11-07
钧达股份5GW N型光伏电池生产基地项目签约

钧达股份5GW N型光伏电池生产基地项目签约

当地时间10月31日,钧达股份与苏哈尔自由贸易区有限公司(SOHARFREE ZONE LLC)于马斯喀特Invest Oman投资局大楼正式签署土地租赁合同,标志着公司阿曼年产5GW高效N型电池生产基地项目已具备正式启动条件,预计2025年建成投产。

钧达股份光伏产业
2024-11-05
BIPV光伏幕墙:建筑与能源的完美融合

BIPV光伏幕墙:建筑与能源的完美融合

在可持续发展的时代主旋律下,双碳目标持续推进,光伏产业蓬勃发展,“光伏+”模式应用场景不断涌现。在此背景下,建筑行业开始将目光聚焦于幕墙领域,光伏幕墙市场展现出巨大潜力。光伏幕墙在传统幕墙装饰、防护的功能上,将光伏发电技术与幕墙完美融合,开辟了建筑节能新路径,为建筑领域实现零碳目标发挥了重要作用。

东方日升BIPV光伏产业
2024-10-31
华为中国数字能源智能光伏运维论坛·山西站成功举办

华为中国数字能源智能光伏运维论坛·山西站成功举办

10月25日,“碳路中国 光生万物”—2024华为中国数字能源智能光伏运维论坛山西站在大同圆满落幕。中国华能集团有限公司山西分公司党委书记、执行董事胥金平,山西省太阳能协会副会长付加庭,华为数字能源中国区副总裁王迪,华为山西副总经理陈洪,华为数字能源山西总经理王灏,以及光伏行业相关专家学者、企业代表、光伏场站负责人等两百多位嘉宾共同出席。

华为数字能源光伏产业
2024-10-31
返回索比光伏网首页 回到谭海仁:钙钛矿光伏产业化进展上方
关闭
关闭