鈣鈦礦和CIGS太陽能電池效率創紀錄 相關公司受關注

2021-01-17 OFweek維科網

　　據媒體報導，德國太陽能與氫能 研究中心、德國卡爾斯魯厄理工學院及IMEC的科學家團隊，聯合製成了鈣鈦礦和銅銦鎵硒薄膜太陽能光伏組件堆，轉換效率高達17.8%，刷新了世界紀錄。鈣鈦礦/CIGS多結太陽能電池組件的轉換效率預計在未來幾年將超過25%。此項技術完美結合了兩項十分先進的薄膜技術優勢，將來為客戶提供更具成本效益的太陽能電力。

　　隨著能源綠色轉型推進，發展太陽能等清潔能源將成為大勢所趨。我國科學家此前研發了創世界紀錄大面積的高效率鈣鈦礦太陽能電池，近日我國首個CIGS薄膜太陽能產業技術創新戰略聯盟成立，旨在推動我國薄膜太陽能產業發展。隨著清潔能源的推廣，薄膜太陽能將有廣闊的發展前景，可應用於移動電站、光伏建築、可穿戴設備 、新能源 車、智慧城市等方面。太陽能領域的相關技術突破發展，產業化浪潮或隨之而至。

　　廣東榕泰：CIGS薄膜太陽能電池已成功投產。

　　拓日新能：就鈣鈦礦太陽能電池正在與研究機構展開合作，有多款可用於汽車 設備的太陽能應用產品。

　　德賽電池：公司將以聚焦移動電源業務，打造細分市場龍頭企業，成為全球領先的鋰電池電源管理解決方案服務商和國內一流的移動電源製造及服務商為目標。公司異形鋰聚合物電池、高容量鋰聚合物電池、一次鋰錳電池、鋰鐵電池處於國內領先地位。

　　金瑞科技：公司作為「特斯拉」18650電池專有供應商日本松下在國內的NCA前驅體供應商，產品性能指標已得到了日本各大電池廠家的認可。

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    )開發出29.15%轉換效率的鈣鈦礦-矽疊層電池，這是目前全球最高轉換效率。這一紀錄超過了牛津光伏公司之前報導的28%的效率。相關器件已通過弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(ISE)認證，進一步更新在美國國家可再生能源實驗室(NREL)的圖表中。 　　據報導，德國海姆霍茲柏林材料所(HZB)開發出29.15%轉換效率的鈣鈦礦-矽疊層電池，這是目前全球最高轉換效率。
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    鈣鈦礦電池研究最初始於1978年。Mr.Nam-Gyu Park稱鈣鈦礦中分子的轉動和移動會影響它的相轉變以及它的電學性質，鈣鈦礦材料中分子取向以及結構隨溫度的變化。日本的Miyasaka老師最早製備了液態鈣鈦礦太陽能電池，並獲得3.8%的效率，隨後我們在這樣的體系中把效率提高到6.5%。
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    「這就是為什麼他們團隊開發的新型鈣鈦礦製造工藝如此令人興奮的原因。」 Rolston 補充道。 快速製備方法問世 鈣鈦礦太陽能電池是由廉價、存量充足的化學物質（如碘，碳和鉛）製成的合成晶體薄膜。 Rolston 表示：「大多數有關鈣鈦礦的研究工作都只是涉及到體積很小的可用太陽能電池，如小拇指指甲蓋大小一般。」 在嘗試製造更大的電池時會產生缺陷和針孔，從而大大降低電池效率。與持續 20-30 年的剛性矽電池不同，薄膜鈣鈦礦在受熱和受潮時會降解。
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    而現在德國科學家則研製出轉換效率高達 29.15% 的串疊型太陽能，即將突破 30% 大關。　　目前市面上最常見的太陽能是矽晶太陽能電池，其轉換效率約落在 20% 左右，隨著技術愈加成熟與裝置量愈來愈高，它已經是現在綠能技術的當紅炸子雞，但是矽晶材料無法將所有的光轉換成電，當光子能量小於矽的能隙（1.12eV）時，矽電池就無法吸收這些光子，轉換效率到 29% 即觸頂。
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    在各界研究團隊的努力下，鈣鈦礦太陽能電池的轉換效率已經超越目前市面上常見的太陽能電池，但它們仍有不耐水汽、高溫與紫外光等難題，離大規模商業化還有一段距離，最近沙烏地阿拉伯科學家或許已找出解決辦法，他們研發出耐用、且轉換效率達21.9%的單晶鈣鈦礦電池。
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    提高太陽能轉換效率的路途困難重重，其中一項難題便是太陽能材料沒法吸收全部的光，有一部分的光能會以熱的形式損失，進而降低性能，對此，最近美國科學家透過添加有機化合物材料，成功吸收並轉換鈣鈦礦太陽能電池產生的熱，最高轉換效率有機會從33% 突破到66%。
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    鈣鈦礦電池優勢鈣鈦礦在太陽能電池組件領域具有許多優點：它有很寬的帶隙，這意味著更大的光電轉換率；目前的實驗室效率反映了其與矽晶體和其他薄膜產品的效率差距，串聯鈣鈦礦電池有一個可行的路線圖，效率可達33%以上；鈣鈦礦的生產主要通過溶液處理，過程高度簡化，不需要高成本的機械和設備；它是作為薄膜產品製造的
  • 揭開鈣鈦礦太陽能電池「效率缺陷」之謎
    近年來，鈣鈦礦成為太陽能電池研究的新寵。相比於共稜、共面形式連接的結構，具有特定晶體結構的鈣鈦礦更加穩定，更有利於缺陷的擴散遷移。因此，鈣鈦礦具備了許多優異的物理化學特性，如電催化性、吸光性等。同時，鈣鈦礦結構非常適合作為太陽能電池吸收光線的活性層，因為它們吸收光線的效率比矽更高，轉換效率潛力更大，且製作工藝簡單、成本低、更綠色，近年來鈣鈦礦電池已逐漸成為矽太陽能電池的替代品。然而，鈣鈦礦材料製作的太陽能電池，往往會出現明顯的性能損失和不穩定性，確切的物理原因依然成謎。迄今為止，大多數研究都集中在消除這些性能損失的方法上。