技能立异是任何工业开展的原生动力，光伏也不破例。在光伏电价挨近平价上网之际，职业在新技能道路的竞赛呈加快状态。2017年下半年，轻浮、价低的钙钛矿太阳能电池异军突起，其商业价值日益遭到广泛重视，为职业开展供给了新的方向。下面就由交大蓝天小编详细带您了解一下。
“钙钛矿技能是更新换代的技能，具有通用性及重要实际运用价值。”协鑫中央研讨院副总工程师范斌在承受记者采访时标明。那么，作为最具远景的光伏技能道路，我国钙钛矿技能现状怎么?距离业界期盼的工业化之路究竟还有多远?
未来新资料——本钱更低
钙钛矿太阳能电池是一种由人工组成的新式薄膜太阳能电池，具有廉价、柔韧性、重量轻等特色。和硅资料相同，钙钛矿属于半导体，但具有更为优异的吸光性，其特质被光伏职业“降本增效”寄于期望。
“和传统光伏资料比较，原资料本钱有大幅下降，合本钱钱仅为传统电池的1/20。”杭州纤纳光电科技有限公司(下称“纤纳光电”)创始人之一、执行董事长兼总经理姚冀众介绍。
以钙钛矿为质料制作的太阳能电池能够将大约1/4的太阳光直接转化为电力。关于等量的电力需求来说，所需质料也远少于其他资料，装置本钱更低。
研讨标明，钙钛矿电池对光的吸收能力是传统太阳能电池资料的100倍，因而钙钛矿电池只需运用1/100的厚度，即可发生相同的能量输出，相应减少了所需资料数量;且发生的电压更高，还能增加能量产出。
从转化率方面来看，钙钛矿也具有显着优势。以现在备受瞩目的多晶硅为例：1985年，多晶硅太阳能电池的实验室转化率为15%左右，在2004年到达20.4%;然后其转化率虽略有进步，但微乎甚微。在早期较快速开展的20年间，其转化率也仅进步了5%。
反观钙钛矿太阳能电池，其技能在学术界研讨始于2009年，现在实验室小面积器材(面积巨细在几平方毫米)功率在22-23%以上，其功率进步速度碾压传统硅、碲化镉和铜铟镓硒等第一第二代光伏资料成为新质料黑马，被姚冀众称为“第三代光伏资料”;范斌也用“尼龙”这种物美价廉的人工资料比方钙钛矿，他以为好像尼龙取代棉相同，钙钛矿终究会登上宽广的舞台。
交大蓝天表示：“现在阶段光伏发电本钱已有大幅度下降，但相关于传统动力，其本钱依旧较高。因而本钱仍然是约束其大规模运用的主因。”姚冀众说，“钙钛矿这种新式廉价人工资料不只节省了原资料本钱，在工艺方面咱们也做了立异，由传统高温铸造结晶工艺转变为溶液打印的办法，进一步使本钱减缩。未来，其发电本钱乃至能够低于传统煤电电价。”
能够看出，降低本钱仍然是光伏工业进一步开展的重要标志，为尽快达到“低本钱”、“平价化”的业界共同目标，钙钛矿技能无疑为此供给了一条新途径。在可预见的未来内，钙钛矿技能上升空间宽广。
有研讨标明，将钙钛矿稍作人工改动就能有效地将不同波长的太阳光转化为电力，可借此制作带有不同层的太阳能电池，每层可吸收不同波长的太阳光，进一步进步能效。
纤纳光电另一创始人颜步一标明：“钙钛矿的中心竞赛力十分显着，资料本钱低、生产进程环保低能耗、变换功率可与现有老练技能大致持平，运用场景广泛。而且其制作本钱、制备进程和转化功率上都有着较为显着的立异优势。所以，从光伏职业工业化视点来看，其潜力不可小觑。”
资料短板已获打破
与硅基电池比较，钙钛矿电池仍是新人，从实验室走到台前尚缺乏半年。现在，业界现在关于钙钛矿的质疑声音颇多。“有毒”、“怕紫外线”、“怕水”、“寿数短”常伴钙钛矿成为查找热词。
范斌以为这些说法并不科学。他说：“这主要是指钙钛矿含铅，但钙钛矿组件的含铅量比普通电子电气设备低得多，乃至比现在运用含铅焊料的惯例组件的含铅量更低。”他进一步解释道，在钙钛矿电池里，钙钛矿层十分薄，只要0.5微米左右，组件含铅量仅为0.006%。依据欧盟RoHS规范规定，铅含量不能超过0.1%，因而，有毒之说言过其实，其实钙钛矿不只完全符合RoHS规范，乃至比该规范含量还低。“如果从发电量视点考虑，利用钙钛矿电池每发一度电所触及的铅元素含量比现有火力发电制作废料里的铅含量还低。”颜步一说。
交大蓝天张海兵表示即便如此，现仍有如南京工业大学等院校仍致力于研制无铅钙钛矿电池在光伏上的运用。“因为无铅钙钛矿太阳能电池的光电变换功率和稳定性与含铅钙钛矿电池还有距离，因而现阶段对其的重视更多还是会集在学术研讨范畴。”颜步一如是说。
而针对其他质疑，姚冀众标明，这些质疑能够被归纳为是对钙钛矿稳定性和工艺良率的疑问，都源自钙钛矿研制开端之初学术界遇到的遍及问题，但实际上，国内钙钛矿工业化的组织现已具有了完好的处理方案，技能均已取得打破。
初备工业化条件
相关资料显现，钛矿技能工业化起步始于2014年，但近两年钙钛矿技能开展频传捷报，2017年还被路透社列为2017诺贝尔化学奖的抢手提名，全球众多具有半导体资料研讨背景的组织，都在争相进入其工业化的研讨中。
工业化进程中一个最重要的指标是钙钛矿组件的变换功率。据了解，实验室研讨数据，自2015年起，通过权威组织认证，钙钛矿小组件(面积大于10平方厘米，小于100平方厘米)的最高变换功率进步了5.3%，开展较快。
但在寿数方面，钙钛矿的体现也是一个未知数;且硅基太阳能电池设置了一个难以逾越的标杆，这对任何要想代替传统硅基太阳能电池的新式太阳能电池都是极大的检测。
姚冀众坦言，现在并没有为钙钛矿太阳能电池量身定制的老化测验。现在，学术界和工业界遍及参阅晶硅电池的IEC61215认证规范进行稳定性测验。尽管，钙钛矿的稳定性现已取得了长足的开展，可是运用寿数还需要有第一批商业化的组件实测才干取得。”范斌标明，依据研讨结果，在选用新的电极资料之后，寿数问题也现已取得处理。
尽管全球许多企业在为钙钛矿太阳能电池工业化做着尽力，但现在国内对钙钛矿技能究竟是作为技能储备还是工业化推行颇有争议。“钙钛矿技能开展到今日现已不是简略的技能储备了，自技能兴起以来，得到了学术界和工业界极大的重视和投入。短短几年变换功率及稳定性都有很大进步，现已具有了工业化条件。”姚冀众以为，“就纤纳光电来说，现在正在为接下来的量产做最终预备。国家工业战略、自主知识产权的中心技能以及公司本身的研制立异续航力都给了咱们很大决心。”
颜步一还侧重必定了钙钛矿的社会经济价值，以为开展钙钛矿有利于中国技能引领世界的科技自信、节能环保及扶贫等。颜步一说：“因为钙钛矿太阳能电池柔性、通明和彩色的特性，依托分布式光伏和可穿戴的发电设备，太阳能能够更好的服务于人们日常作业及日子;其产品将有望引领未来社会的动力革新，实现发电集成对用电需求的全方位掩盖，为才智城市、绿色建筑、多能互补建造供给灵活多样的新光伏智能处理方案。”
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