摘要:
“预计将于2025年实现大规模量产,并有望推动全球钙钛矿太阳能电池的应用进程。”
近日,全球领先的科技公司佳能宣布在钙钛矿太阳能电池的高性能材料开发上取得重要突破。这一进展为钙钛矿电池面临的两大核心挑战——耐久性不足和量产稳定性问题,提供了全新的解决方案,标志着钙钛矿太阳能电池大规模商业化的重要一步。
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关键技术突破
佳能此次开发的核心技术基于其对多晶层结构的创新。传统的钙钛矿太阳能电池由于在潮湿、热和氧气等环境中容易发生分解,导致其光电转换层的稳定性较差,限制了其在大规模应用中的前景。而佳能的新材料在光电转换层上施加了厚度在100-200纳米之间的保护层,比传统的数十纳米层厚度有显著提升。这一创新通过优化钙钛矿层的结晶结构,抑制了电池材料的分解,并显著延长了电池的使用寿命。
图片来源:佳能公司官网
此外,佳能的材料不仅在提高耐久性方面表现卓越,还提升了电池的光电转换效率。根据最新实验数据显示,应用了该材料的钙钛矿电池在光电转换效率上达到了21.8%,且在长时间高强度的环境测试下,电池保持了良好的稳定性。这意味着该材料的应用可以显著提高钙钛矿太阳能电池的商业化可行性。
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研究合作与前景
此次技术突破得益于佳能与日本桐荫横滨大学宫坂力教授团队的紧密合作,相关研究成果已发表在国际著名期刊《材料化学A》上,题为《基于酞菁的多晶层同时实现电荷收集与离子缺陷钝化的钙钛矿太阳能电池》。该研究深入探讨了新材料在电池性能优化方面的潜力,验证了该材料在提高电荷收集能力和离子缺陷钝化方面的显著效果。
图片来源:佳能公司官网
研究表明,这种新型多晶层不仅在电荷收集和传导方面有着显著优势,同时具备离子缺陷钝化功能,解决了钙钛矿电池因材料分离而导致的电池效率衰减问题。宫坂教授指出,通过在钙钛矿层结构中引入这类高性能材料,可以有效提升电池的耐久性和稳定性,为大规模量产铺平了道路。
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应用展望
钙钛矿太阳能电池被誉为下一代光伏技术的核心,具有重量轻、柔性好、易于制造等优点,与传统的硅基电池相比具备更高的自由度和更低的制造成本。然而,钙钛矿电池一直面临耐久性和量产难题。佳能此次的突破为这一问题提供了有效的解决方案,预计将于2025年实现大规模量产,并有望推动全球钙钛矿太阳能电池的应用进程。
“工欲善其事,必先利其器”,杭州众能光电科技有限公司(以下简称“众能光电”)以大面积高效钙钛矿薄膜电池(组件)智能化生产线为主导产品,为钙钛矿太阳能电池量产创造“利器”。众能光电自主研发设计的钙钛矿薄膜电池生产线由高精度狭缝涂布机、高精度激光刻蚀机、低损伤磁控溅射、近真空蒸发和原子层沉积这五款核心工艺设备构成,通过视觉识别和高精度光谱分析,可实时在厚度方向的加工尺度(10-300nm)实现控制精度1-5nm,在水平方向的加工尺寸(10-100um)实现控制精度1-2um。生产线的数字化、智能化水平处于国内同行业第一梯队,按照省级绿色工厂的标准经营管理。
图片来源:众能光电
众能光电积极与多所高校合作,推动科研创新,荣获国家高新技术企业、国家科技型中小企业、浙江省高新技术企业研究开发中心等多项荣誉。近期,公司更凭借在钙钛矿光伏装备制造领域的卓越表现,荣获浙江省第六批“专精特新”小巨人企业称号,成为国内首家获此殊荣的钙钛矿装备企业,进一步巩固了其在行业内的领先地位。
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众能光电在钙钛矿光伏装备制造领域取得显著成就,连续实现技术创新和业绩突破。从2020年公司中标国内首条MW级生产线以来,至2023年公司在平米级组件上实现19.04%效率。同时,实现将整线国产化率超过95%,与进口产线相比成本下降70%。在有效解决了钙钛矿光伏组件放大尺寸后的效率和稳定性问题的同时实现国产化替代,展现了强大的国际竞争力,为实现钙钛矿太阳能电池量产和产业化应用奠定坚实的基础。
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