社会的可持续发展离不开能源的持续供应,但随着社会发展速度加快,传统能源的供不应求,新能源的研究和发展迫在眉睫。目前,太阳能已被证明是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,所以对太阳电池的研究和发展已逐渐成为目前新能源研究的一个重要方向。现在钙钛矿太阳电池由于其低成本和较好的发展前景受到了科学界的关注。其中,全无机钙钛矿太阳电池更是以其优异的光稳定性和热稳定性成为了研究重点。但其组装须在氮气环境下进行,这对组装条件提出了很高要求,即须装配昂贵的氮气系统和设备,且占据了一定空间。如果去除氮气环境在空气中组装钙钛矿薄膜,由于其结晶速度过快且遇水汽容易相变,器件的光电转换效率会降低且稳定性会变差。因此,在空气中制备全无机钙钛矿太阳电池的关键是如何减缓钙钛矿薄膜的结晶速度和降低水分对钙钛矿薄膜的影响。钙钛矿效率提升曲线陡峭, 理论极值高于晶硅。宁夏10GW钙钛矿光伏组件生产线价格行情
工信部等六部门发布《推动能源电子产业发展的指导意见》。加快智能光伏创新突破,发展高纯硅料、大尺寸硅片技术,支持高效低成本晶硅电池生产,推动N型高效电池、柔性薄膜电池、钙钛矿及叠层电池等先进技术的研发应用,提升规模化量产能力。钙钛矿型太阳能电池,是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。具有高效率、低成本、高柔性等优势,是未来光伏BIPV、电动汽车移动发电电源领域的明星材料。河北定制钙钛矿光伏组件生产线售后服务传统光伏应用领域渗透提升,钙钛矿领域带来万亿市场增量!
钙钛矿电池的另一个潜在隐患是它们材料中含有铅,铅是一种有毒金属。研究人员尝试过使用替代品,如锡,但电池性能下降。这并不意味着钙钛矿电池不能使用。OxfordPV的串联电池的生命周期分析表明,少量铅泄漏对环境毒性没有太大影响。该分析还认为,在电池生产过程中,硅电池使用的资源对整体环境的影响更大。但一些研究人员表示,含铅的问题消除了在一次性电池产品中使用钙钛矿的想法。Graetzel认为他们可能会在人们很少去的大型太阳能电站中使用。Graetzel说:“如果有人想不计后果的出售钙钛矿组件,他们的想法就是错误和危险的,如果一个孩子刺穿封装材料怎么办,很容易导致铅中毒。”与此同时,大多数生产钙钛矿组件的公司表示,他们不希望进入主流太阳能电池板市场,至少不是立即,这是他们能专注于轻质薄膜电池的原因。一些公司已经退出了钙钛矿市场。但是,在对钙钛矿太阳能电池进行基础研究后,它不再开发用于制造它们的电池或材料,发言人ShoheiKawasaki说,澳大利亚钙钛矿开发商GreatCellSolar于12月投入运营;虽然它与太阳能电池板制造商之——中国上海的晶科能源公司(JinkoSolar)建立了合作伙伴关系,但未能吸引足够的投资来建造设施。
设备空间:钙钛矿太阳能电池凭借高效率、低成本和日益提升的稳定性,将逐步提高在全球光伏市场的渗透率,我们测算,2030年钙钛矿太阳能电池设备市场空间约805亿元。电池空间:钙钛矿具备质量轻、厚度小、柔性大、半透明等特性,是未来汽车用太阳贴膜和BIPV的明星材料,我们预计钙钛矿太阳能电池应用于电动汽车移动发电电源到2025年的全球市场空间约146亿元,而应用于BIPV所带来的市场增量将达万亿级别。我们对2020-2030年钙钛矿太阳能电池市场空间进行测算,假设:全球电池片产量从163GW增长至886GW,CAGR=18%,产能利用率为75%,产能从249GW增长至1181GW;未来10年钙钛矿太阳能电池渗透率从0增长至30%;2022-2030年,钙钛矿太阳能电池单GW设备投资额从15亿,下降至5亿。测算可得,至2030年,钙钛矿太阳能电池设备市场空间约805亿元钙钛矿电池空间:轻、薄、柔、透性能优异。
晶硅电池技术是以硅片为衬底,根据硅片的差异区分为P型电池和N型电池。两种电池发电原理无本质差异,都是依据PN结进行光生载流子分离。在P型半导体材料上扩散磷元素,形成n+/p型结构的太阳电池即为P型电池片;在N型半导体材料上注入硼元素,形成p+/n型结构的太阳电池即为N型电池片。P型电池制作工艺相对简单,成本较低,主要是BSF电池和PERC电池。2015年之前,BSF电池占据90%市场;2016年之后,PERC电池接棒起跑,到2020年,PERC电池在全球市场中的占比已经超过85%,且目前以双面PERC为主。光伏硅料新一代技术,获重大突破、助力降本。新疆国产钙钛矿光伏组件生产线技术指导
钙钛矿光伏组件市场空间将会从千亿拓展至万亿规模。宁夏10GW钙钛矿光伏组件生产线价格行情
但随着电池尺寸的增加,其光电转换效率会随之下降。从成本来看,钙钛矿太阳能电池由于材料吸光能力强、对杂质不敏感和生产工艺能耗低,其综合成本降低。研究表明,钙钛矿电池对光的吸收能力是传统太阳能电池材料的100倍,因此钙钛矿电池只需使用1/100的厚度,即可产生相同的能量输出,相应减少了所需材料数量,而且产生的电压更高,还能增加能量产出。同时,钙钛矿材料对杂质不敏感,通常90%左右纯度的钙钛矿材料就可以用于制造效率达到20%以上的太阳能电池。晶硅材料则对杂质非常敏感,纯度必须达到。由于钙钛矿材料可以溶解在普通溶剂之中,钙钛矿组件可以通过溶液涂布工艺生产,整个生产工艺流程温度不超过150度。而晶硅材料的铸锭和提拉都需要在1500度以上高温,生产能耗差距可想而知。这种不同材料体系的成本差异具体体现为:晶硅太阳能电池每平方米造价为500~700元,薄膜太阳能电池每平方米造价1300~1400元,钙钛矿太阳能电池每平米预计成本将低至100元。尽管具备转化效率高、成本低的优点,但钙钛矿太阳能电池也面临稳定性差导致的寿命较短的问题,这也是其致命的弱点。由于钙钛矿太阳能电池对潮湿环境敏感,暴露在潮湿空气中会很快分解。宁夏10GW钙钛矿光伏组件生产线价格行情