缘起之有
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缘起之有
钙钛矿浙大专家太阳能基于硅,吸光产生电子硅砷化镓太
太阳能基于硅,吸光产生电子
硅
砷化镓
太阳能电池结构原理
硅: PN结
1.原理
光吸收 硅层吸收,把光子变成激发态,激发电子,在PN结下,电子空泡分离,产生电势差。
光吸收方面: 吸收+反射,为了避免反射,做减损层,硅片~制绒~太阳能电池。
钙钛矿和硅有何不同?——源于材料
硅,硅原子共价键,结合能大(稳定,难加工),半导体材料结构、种类单一,硅—硅键,决定了光电特性。
钙钛矿,离子键,类似食盐特性,可溶性加工,成本降低。不同类型元素构成A(色不同,钾D(铅X(卤素3 ADX3丰富结构元素,意味着光电性质可以调节,从3+到1.1。离子类型半导体,正负不发生交接,每个电子都是饱和结构,确实一个元素,缺陷态的包容性,气电性能包容性高,做成不完美多晶结构25.7,单晶硅完美26.8。
总结,材料本质看气电表现。
硅效率高,成本高
能量返回周期,工作多久能把制备材料所用的成本收回来。硅两年,钙钛矿几个星期,几个月。
硅寿命长25年,要奔着50年去。钙钛矿
2.原理
perc技术,topcon,HJT,界面层改进。
吸光传电荷层。
组件结构,硅器件,同一个像素点,并联,为了沉积加阴线,做成珊形状。电流大,开路电压小。
钙钛矿串联
钙钛矿,玻璃,沉积透明导电电极tco,真空溅射,割开(激光,沉积界面层(蒸发或溶液,导电结构,正电极。所用到的装备
钙钛矿溶液成膜法(滩涂,热蒸发
装备不多,不复杂,相对硅,钙钛矿生产制备低。
材料,钙钛矿层,钾铵盐溶液,喷涂。靶材,ito靶材,溶剂前驱体,蒸发元,金属电极,碳电极,有机半导体分子。玻璃封装
3.钙钛矿发展状况
学术界: 十年研究,效率25.7%,T99稳定性1%衰减超过1000小时。产业化铺垫已经完成,但不止步于此。
个性/共性。
钙钛矿产业化,瞄组件尝试,
4.产业化的问题
衰减、稳定性问题。高效气电情况下达成。
核心业题高效大面积器件。
25.7效率,尺寸面积0.1平方厘米不到。远没达到产业化水平,真实模组效率800平方厘米17.9%效率。
硅电池,最高26.8%,274平方厘米,26.6%效率。硅电池在产业化优势远超于钙钛矿
5.预判
钙钛矿产生~产业化
实验室阶段,产业化尝试,产业化成熟,产业化整合
目前是产业化尝试阶段。原材料产业化,设备产业化。
未来钙钛矿未必组件卖,材料成本和设备成本远低于硅太阳能电池。
未来经营模式变成交钥匙工程。直接买产线,经营方式,解决就业。
政府让产业更有效率。
Q1 钙钛矿成本,是否脱硅材料?
A1 成本目前还没降,跟硅电池持平。
近期硅和钙钛矿共存,未来十年二十年会共存,效率成本和寿命。
不需要硅
Q2 钙钛矿量产效率18%,有公司说28%
A2 目前松下800平方厘米18%实现。国内在做认证,有几十个平方厘米,超过20%。
28%的技术,钙钛矿叠层技术,面积是小面积器件。
叠层本质是光谱来讲的,不同阶段光子有不同的能量。波长带系大于吸收边的不能被吸收,造成损失,光子能量大于带系会损失,电池随着带系变化产能很大变化。SQ极限。
高能极限热耗散损失。叠层电池,两个不同材料,在带系不同即可。两个电池串联在一起。叠层不意味着材料有区别,意味着带系有区别。
Q3 钙钛矿寿命
A3 离子键,不稳定,电作用下迁移累积。
Q4 硅为主钙钛矿为辅,叠层,和硅基比?
A4 三个参数,效率成本,稳定性。比硅效率高的电池有很多,砷化镓29%+,成本太高。瓦电成本,硅是1.5-2块。加寿命等于度电成本。叠层在做,单结,大面积化面积。
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