2020開年紅 太陽能電池技術大發展

北極星太陽能光伏網訊:隨著技術的進步，太陽能電池在轉換效率和生產技術傷均有突破，前不久王勃華在中國光伏行業2019年回顧與2020年展望中提到我國光伏企業在PERC、TOPCon、異質結、IBC等高效晶矽電池生產技術、薄膜電池技術研發上先後取得突破，並不斷刷新世界記錄。2019年我國太陽能電池記錄上榜17次，並仍有4個記錄保持。

2020開年，世界各地的太陽能電池技術取得了大發展：

1、華東理工大學鈣鈦礦太陽能電池研究獲進展

華東理工大學實驗室小面積器件的最高光電轉化效率已經達到25.2%。為實現商業化應用，還需要解決鈣鈦礦電池的穩定性和大面積製作問題。基於空穴傳輸層的p-i-n型的大面積鈣鈦礦電池(1.02 cm2)和模塊電池(36 cm2)分別獲得了17.49%和12.67%的光電轉化效率。

2、松下輕質鈣鈦礦太陽能電池組件效率達16.1％

松下公司宣布其生產了一種輕質的30cmx30cm鈣鈦礦太陽能電池組件，效率為16.01%。該組件的總轉換表面積為802cm2，厚度為2mm，特別適合於難以安裝常規面板的位置，例如由於重量限制而無法安裝光伏系統的屋頂上。松下公司聲稱，使用噴墨塗料的方法達到了它所謂的創紀錄的效率。它還減少了面板重量使用薄玻璃基板。

3、高效穩定的二維層狀鈣鈦礦為鈣鈦礦太陽能電池商業化鋪路

陳永華和黃維團隊採用離子液體MAAc作為溶劑，製備了高效穩定的二維層狀鈣鈦礦。陳永華表示，相對於三維鈣鈦礦，二維層狀鈣鈦礦的優勢包括提高的耐溼性、優異光穩定性和熱穩定性、超低的自摻雜行為和顯著降低的離子遷移效應等。在一個個分子嘗試、選擇以及器件製備過程中，層狀鈣鈦礦太陽能電池的效率在幾個月的時間內就從12%提升到了17%。在經歷多次失敗之後，效率提升到了18%以上，成為一個破紀錄的效率。

4、鈣鈦礦/矽串聯電池效率接近30%

柏林Helmholtz Zentrum（HZB）的一組科學家生產了鈣鈦礦/矽串聯電池，其效率為29.15％，是該技術的新世界紀錄。HZB之前保持PS / Si串聯電池效率的效率記錄為25.5％，此後英國/德國初創公司Oxford光伏進一步推動，到2018年底生產了28％的效率電池。HZB的新記錄已由德國Fraunhofer ISE正式認證， 該小組說，現在它將針對該技術的30％的目標。

5、能在夜間工作的反太陽能電池

為了在日落後產生電能，該項目考慮了另一種光伏概念，使用地球作為熱源，將夜空用作散熱器，從而形成了一個「夜間光伏電池」，該電池採用了熱輻射光伏技術和輻射冷卻的發展領域。目前，這種系統可產生的電量是太陽能電池板一天產生的能量的約25％。儘管如此，這實際上是可以捕獲和使用的「自由」能量，並且在足夠大的範圍內。

6、新型鈣鈦礦太陽能電池的轉換效率預計接近40％

近年來，太陽能電池在混合鈣鈦礦太陽能電池中實現了高轉換效率。然而，雜化鈣鈦礦本質上是不穩定的，為了尋找鈣鈦礦材料的替代品，岐阜大學的Hiroyuki Fujiwara教授研究團隊與東京工業大學的Hidenori Hiramatsu和Hideo Hosono教授一起對硫屬鈣鈦礦材料進行了新的研究。這種材料具有巨大的潛力，在鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池結構中，其理論最大轉換效率高達38％。

7、法國太陽能研究所和Enel宣布異質結太陽能電池效率達到24.63%

法國替代能源和原子能委員會（CEA）的下屬部門，國家太陽能研究所（INES）聲稱，基於標準M2矽片的異質結（HJT）太陽能電池的轉換效率能達到24.63%。這一成果是與義大利國有電力公司Enel Green Power可再生能源事業部以及天然氣分銷商Enel共同實現的。

這家義大利公司表示，基於Enel和INES合作開發的異質結工藝，使用改進的無主柵絲網印刷金屬化工藝，並藉助瑞士專家Meyer Burger提供的製造設備，雙面電池的正面效率得以提高了約0.7%。

8、可持續飛行一年的太陽能飛機完成首次測飛，採用砷化鎵太陽能電池

據外媒報導，由BAE Systems子公司Prismatic打造的持久高空太陽能飛機(PHASA-35)在南澳大利亞皇家空軍(RAAF)的Woomera測試靶場上空進行了首次全集成飛行測試。

據了解，PHASA-35翼展35米、使用專用的碳複合整體承載結構、重150公斤，得益於砷化鎵太陽能電池陣列和鋰離子電池系統，該飛行器可以在空中持續飛行長達一年的時間。此外，PHASA-35可以飛到7萬英尺（21000米）的高空、實現50-78節（93km/h-145km/h）的飛行速度且可逆風飛行。

9、美國發明新光伏技術用於隔離鈣鈦礦光伏電池中的鉛

日前，美國可再生能源實驗室(NREL)和北伊利諾伊大學(NIU)的研究人員開發了一種高效的新興光伏技術，用於隔離鈣鈦礦光伏電池中的鉛。研究人員通過在鈣鈦礦電池的正面和背面覆蓋鉛吸收膜的辦法，使得在實驗室環境中太陽能電池受到嚴重損壞的情況下，吸鉛膜隔離了96％的鉛洩漏。研究人員表示鉛吸收膜不影響這種高效新興光伏電池技術的發電性能。

10、薄膜太陽能電池效率提高至25％

比利時納米技術研究小組Imec和PERCISTAND聯盟的合作夥伴首次使用薄膜太陽能電池實現了25%的能效，與傳統矽太陽能電池的能效相當。

協調員Bart Vermang說，在打破紀錄之後，該聯盟還沒有達到薄膜太陽能電池的上限。他補充說，目標是在未來三年內實現30%的能源效率。

從研究結果來看，鈣鈦礦太陽能電池發展進步空間極大，其具有有更高的光電轉換率和低成本等優勢，但穩定性仍是一個很大的問題，並含有小量的鉛，這兩個問題成為各實驗室研究解決的重點。接下來鈣鈦礦還會給光伏行業帶來哪些驚喜，讓我們拭目以待。

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