鈣鈦礦淺析
最近,美國科學家研發出制造毫米級鈣鈦礦晶體°的溶液制程技術,制造出之成品較先前的奈米級、次微米級晶體材料大上幾個數量級。粒徑越大代表缺陷較少,而鈣鈦礦的特性可媲美其他無機太陽電池材料°,成本卻低廉許多。從2009年到2014年的短短5年間,鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率從 3.8%一下子躍升至19.3%,提高了5倍。其效率進步之快,成本之便宜,生產之容易,以至于被《Sciences Journals》評為2013年的 10大科學突破之一。
資本市場上,前沿的技術路線總是備受關注,不論是否量產,也不論能否盈利。比如,第三代半導體。再比如,正日益吸睛(jin)的第三代太陽能電池。沒錯,太陽能電池也已經發展到第三代了。
第一代,是晶硅太陽能電池。常見的單晶硅/多晶硅電池,就屬于這一類。
第二代,是薄膜太陽能電池。以銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘°(CdTe)等化合物材料代替晶硅。
第三代,是鈣鈦礦太陽能電池。利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料,屬于一種新型薄膜電池。
近年來鈣鈦礦(perovskite)太陽電池。因其創紀錄的高效能、低人的制造成本而備受矚目。
鈣鈦礦電池淺析
一. 鈣鈦礦電池簡介
鈣鈦礦電池命名取自俄羅斯礦物學家Perovski的名字,結構可以用ABX3表示,在鈣鈦礦光伏中,A位通常為有機陽離子所占據(近年全無機也成為了研究熱點),B位為鉛離子Pb2+或亞錫離子Sn2+,而X位為鹵素陰離子。若A位由兩種陽離子混合,或X位由兩種鹵素陰離子占據時,則特稱為混合型鈣鈦礦。
簡而言之,鈣鈦礦材料不是指用狹義的“鈣鈦礦”做的材料,而是具有某種特定結構的材料之總稱。
二.鈣鈦礦電池與晶硅電池比較
(1)、理論極限效率(31%)高于晶硅電池(29.4%)。鈣鈦礦電池產業化效率目前為15.5%,組件成本可達0.7元/W;PERC電池平均轉換效率為22.8%,組件成本1.9元/W。
(2)、輕薄柔性、透光性強、吸光能力強。基于這些特征,鈣鈦礦電池與晶硅電池存在差異化應用場景,其中光伏建筑一化、車載光伏應用潛力最大。
(3)、鈣鈦礦電池產業鏈短,總投資低。晶硅電池從無到有需要經歷硅料、硅片、電池、組件等環節,鈣鈦礦電池在一個廠房就可以完成生產。
三.鈣鈦礦制備流程
鈣鈦礦工藝流程包括薄膜制備、激光刻蝕、封裝三步。
制備核心設備包含鍍膜設備、涂覆機°、蒸鍍機、激光設備、封裝設備等。其中RPD設備、涂覆機是生產環節中最貴設備。
作為光伏材料界的“新寵兒”,鈣鈦礦正成為各大廠商著力攻關的一個方向。武漢愛疆科技一直致力于打造中國高端光伏檢測品牌,在光學、精準計量、AI視覺、鈣鈦礦等新型太陽能電池技術、航空航天、人才培養等多領域與高校開展產學研合作。目前鈣鈦礦太陽能電池是是未來5年最有可能大面積推廣的新型太陽能電池器件之一,公司已經開始在鈣鈦礦太陽能電池及組件的老化、檢測工藝及設備等方向開展了布局和前瞻性研究,即將推出相應的新產品,引領行業發展,值得大家共同期待。