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成本更低、效率更高!鈣钛礦太陽能電池橫空出世

國家能源局資料顯示,截至11月底,全國累計發電裝機容量約28.5億千瓦,同比增長13.6%。光伏産業快速發展,眼下卻面臨着産能過剩、産品價格下跌的現狀。

2023年年初,光伏元件達到1.8元至1.9元每瓦的價格高位後,一路下跌,跌幅達50%左右。為了不被淘汰,不少企業開始提升科技水準、降低成本,其中能大幅降低制備成本的新技術路線,成為競争的關鍵。

成本更低、效率更高!鈣钛礦太陽能電池橫空出世

眼下除了衆多傳統光伏企業在想辦法降本增效,一種更具成本優勢的新一代光伏産品——鈣钛礦太陽能電池已經呼之欲出。

成本更低、效率更高!鈣钛礦太陽能電池橫空出世

今年3月份,科技部釋出了2022年度中國科學十大進展,鈣钛礦太陽能電池現身名單。事實上,早在十年前,《科學》雜志評選2013年十大突破中,鈣钛礦太陽能電池成功入選,被稱為最有前景的下一代光伏技術。

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傳統晶矽太陽能制作過程非常複雜,一些工序加工溫度能耗非常高。但鈣钛礦電池不同,隻要簡單的五六個工序,加工溫度不超過150攝氏度。

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南京大學現代工程與應用科學學院教授 譚海仁:成本可以做到晶矽光伏的一半,甚至更低,将來大規模生産可達到0.4元至0.5元每瓦。鈣钛礦成本的占比不到元件的3%。鈣钛礦還有一個非常大的優勢,就是能做成透光、半透明的光伏元件,可以廣泛應用到建築的窗戶上,把千家萬戶的窗戶變成可以發電的玻璃。

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譚海仁表示,目前實驗室的資料是,鈣钛礦光電轉換效率已經超過20%,同等功率的鈣钛礦電池年發電量比晶矽電池高出10%以上。

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在浙江衢州,一家承擔國家重點研發計劃的企業,鈣钛礦電池生産線已經在2022年5月建成。經過近7個月的技術攻關,今年年初實作能連續量産100兆瓦、良品率達标的目标。目前,生産技術、生産裝備都處于絕對保密狀态。

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由于鈣钛礦電池在陰天、早晨、傍晚等弱光情況下能發電,是以在衢州的實測中,工業化生産的鈣钛礦電池雖然隻有16%的光電轉換效率,但理論上年發電量會比晶矽高出20%。是以也有了更多的應用場景,比如馬路邊的座椅可以為手機充電;作為幕牆,可以做成漂亮的建築。

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在光伏産業競争與合作并存的時代,不少業内人士希望未來鈣钛礦可以和晶矽互相疊加,取長補短,獲得更高的光電轉換效率。記者發現,鈣钛礦研發和生産企業在嘗試鈣钛礦和鈣钛礦相疊。

南京大學現代工程與應用科學學院教授 譚海仁:疊層光伏技術,可以把理論光電轉換效率提升到45%以上。

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目前,國内已經有數家企業開啟100兆瓦級以上的鈣钛礦電池産線,并将實作吉瓦級元件産能的目标定在2024年至2026年之間。

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