2018年，无论是装机【jī】量还【hái】是【shì】发电量【liàng】，太【tài】阳能【néng】发电在全球取得了长足的【de】进步。而在决定【dìng】未来的电池效【xiào】率方面，也取得了令人瞩目的成绩。下面OFweek太阳能光【guāng】伏网将盘点2018年太【tài】阳能电池十大【dà】效率突破【pò】。
NO.1 有机柔性光伏电池效率破记录，达7.4%
2018年6月，希腊有机电【diàn】子技术【shù】研发团队(OET)称，其【qí】研发的完【wán】全卷对【duì】卷印刷聚合物基单结有机【jī】光伏(OPV)电【diàn】池创造了新效率纪【jì】录，为7.4%。
据了解【jiě】，OET研发【fā】的【de】OPV效率【lǜ】从最初的1.8%，已经提升到目前的【de】7.4%，性【xìng】能【néng】明显提高，公司【sī】计划到2021年实现【xiàn】OPV电【diàn】池9%的效率，并表示正在努力【lì】实现这一目【mù】标。
该【gāi】公司在一份【fèn】声【shēng】明中表【biǎo】示：“针【zhēn】对【duì】2021年的各种示范项目，OPV发电效率新结果可以支持每年面积达100万平方米的【de】批量生产【chǎn】。”
据【jù】了解【jiě】。全面印刷的OPV面【miàn】板宽度可达【dá】1米，形状各异。灵【líng】活的【de】OPV电池可以连接到一系列平面和曲【qǔ】面，从而改善消费产品形态，应【yīng】用领域从照明，显示器扩【kuò】展到电子电【diàn】路，生物传感器【qì】，可【kě】穿【chuān】戴设备，IT和物联【lián】网应【yīng】用等。
编辑点评：
尽管这【zhè】类单结有机光伏电池【chí】的效率很【hěn】低，但【dàn】是其胜在【zài】成【chéng】本低廉，而且可以达到的面【miàn】积其【qí】他光【guāng】伏电池难以企及。与其他【tā】还处在实验【yàn】室的电池相比，该类电【diàn】池其应用领域非常【cháng】广泛，而且已经【jīng】开始商【shāng】业化应用，随【suí】着【zhe】效率的提升【shēng】，这类电池也许【xǔ】未来能够获得长效发展。
NO.2 高达17.3%!南开大学团队刷【shuā】新有机太阳【yáng】能【néng】电池效率【lǜ】世界纪【jì】录
8月，南【nán】开大学化学学院陈永胜教授【shòu】领【lǐng】衔的团队在有机【jī】太【tài】阳能电【diàn】池领域研究【jiū】中获突破性进展。他们设计和【hé】制备【bèi】的叠【dié】层【céng】有机太阳能电池材料【liào】和器【qì】件，实现了17.3%的光电转化效率，刷新了世界纪录。
相比硅基无机太阳【yáng】能电池【chí】，有机太阳能【néng】电【diàn】池可以弯曲，并且足够薄，可在【zài】建【jiàn】筑物或服装【zhuāng】内弯【wān】曲和扭曲【qǔ】，并【bìng】可以制成任何颜色，甚【shèn】至透明，从而与【yǔ】周围环境相匹配。
但是较低的光电转化效率阻碍【ài】了有机太阳能电池【chí】的【de】发【fā】展【zhǎn】，近几【jǐ】年【nián】，有机太【tài】阳能电【diàn】池【chí】光电转化效率一直在11%到12%左右徘徊。
南【nán】开大学所设计的叠层有机太阳【yáng】能电【diàn】池不但效率出众，而且稳定【dìng】性优异，在经过【guò】166天连续【xù】测试【shì】后，性能损失仅为4%。这一最新成果让有【yǒu】机太【tài】阳能【néng】电池距【jù】离产【chǎn】业化【huà】更近一步。
而根【gēn】据陈永【yǒng】胜【shèng】教【jiāo】授预测，有机太阳能电池(垫层)的最高【gāo】转化效率理论上【shàng】可以达【dá】到20%以上。
编辑点评：
有机太阳能【néng】电池一直是行业内不大受待见的一【yī】个方向，但是南【nán】开大【dà】学的这【zhè】一【yī】实验结果或将改变这种局面。这类【lèi】电【diàn】池最大【dà】的【de】优势在于成本【běn】低廉，而且柔【róu】性的特质使得这类电【diàn】池可以应用到建筑等多种场景中，一【yī】旦【dàn】未【wèi】来其【qí】量【liàng】产化效率【lǜ】也达到17%以上【shàng】，那有机太阳【yáng】能电池有望迎来市场化应用【yòng】。
NO.3 高达23.95%、22.04%!晶科【kē】能源独领P型单多晶电【diàn】池世【shì】界纪录【lù】
2018年5月，晶【jīng】科能源宣布，公【gōng】司高效【xiào】P型单晶【jīng】电【diàn】池转换效率达到23.95%，再破【pò】世界纪【jì】录【lù】。这一【yī】效【xiào】率纪录获得中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心的测试认可。
据了【le】解【jiě】，该高效电【diàn】池技术应用晶科自主研发的高掺杂低缺陷P型【xíng】单【dān】晶硅片，结合在选择性发射极(SE)、氧化硅钝化层、背钝【dùn】化等【děng】全【quán】方位的工艺【yì】优化，达【dá】到23.95%的【de】高转化效率。晶科能源特有的【de】黑硅陷光技术和【hé】多层【céng】减反【fǎn】ARC技术，使电池片正面【miàn】反【fǎn】射率达到了0.5%以下，最大程度地保证了短【duǎn】路【lù】电流的稳步增长。金【jīn】属化【huà】方面，该高【gāo】效电池在使用先进电极设【shè】计的同时，优选新型丝网印刷【shuā】浆料，降低串联电阻和金【jīn】属/硅界面【miàn】复【fù】合几率，显【xiǎn】著提升电池填充因【yīn】子【zǐ】。
在此之【zhī】前【qián】，P型【xíng】单晶【jīng】电【diàn】池转【zhuǎn】换效率纪录为【wéi】晶科保持的【de】23.45%。而不仅在单晶领【lǐng】域，晶科在今年10月也打破了P型多晶太阳能电池【chí】转换效率世界纪录(22.04%)。该【gāi】电【diàn】池采用了高质量工业级硼【péng】掺杂多晶【jīng】硅片，将陷光、钝化技【jì】术【shù】及抗光衰【shuāi】等先【xiān】进技术统【tǒng】一【yī】集成在PERC技术框架下，电【diàn】池【chí】效率达到【dào】了22.04%。结果获得德国弗【fú】劳恩霍【huò】夫(Fraunhofer ISE)太阳能系统研究所下属的检【jiǎn】测实验【yàn】室验证。
编辑点评：
独领单多晶两【liǎng】项电池【chí】效率纪【jì】录，晶科【kē】能源不仅仅只是一个组件供应商【shāng】，他们强【qiáng】大的技术实力彰显无遗。而对于【yú】已【yǐ】经稳居组件供应商龙【lóng】头【tóu】地位的晶科来【lái】说，新型电池的【de】投产【chǎn】以及产线的适配将使【shǐ】得新电池以最快的速度量产。而一旦量产【chǎn】，其产品的竞争【zhēng】力将【jiāng】获得【dé】提升，同时给【gěi】行业带来【lái】很大的【de】改【gǎi】变【biàn】。
NO.4 美高校研【yán】制【zhì】双层薄膜太阳【yáng】能电池光电【diàn】转换效率【lǜ】22.4%创纪录
2018年9月，美国加利福尼亚【yà】大【dà】学洛杉矶分校等机构的研究【jiū】人员开发出一种新型薄膜【mó】太阳【yáng】能电【diàn】池，其双层设计大大提高了【le】光电转换效率，高【gāo】达22.4%，创造了同【tóng】类【lèi】太阳能电【diàn】池【chí】新纪录。已得到美国能【néng】源部下属【shǔ】国家【jiā】可再【zài】生能源实验【yàn】室【shì】确认。
据了解，这种双层串联结构的太阳能电池，上层喷涂了1微米厚的钙钛矿，有助于高【gāo】效【xiào】捕捉太【tài】阳能，底层【céng】是厚约1微【wēi】米的铜铟镓硒【xī】薄膜(CIGS)电【diàn】池【chí】。薄膜电池表面经过纳米级的加工，再加上【shàng】聚【jù】合有机物【wù】空穴传输层【céng】。这种设计可以让电池【chí】产生更【gèng】高的【de】电压，从而增【zēng】加输出功率。整个组件安装【zhuāng】在厚约2毫米的玻【bō】璃【lí】基板上。
这【zhè】项技术使【shǐ】CIGS太阳能电池的性能提高【gāo】了近20%，也意【yì】味着能【néng】源成本【běn】降低了【le】20%。研究【jiū】团【tuán】队的下一个【gè】目标【biāo】是将电池的光电转换效率提高至30%。
编辑点评：
这种双层薄【báo】膜太阳能电池结构【gòu】与硅-钙钛矿电池结【jié】构有异曲同工之妙，而其【qí】未来的发展潜力也让人【rén】心生向往【wǎng】。这种设计【jì】对于钙钛矿及薄膜电池的未来发【fā】展【zhǎn】都极具【jù】开【kāi】创意【yì】义。但是值得忧虑【lǜ】的是，两种薄膜电池以及双层的设计【jì】其【qí】工【gōng】艺复杂，有可【kě】能在【zài】未来的商【shāng】业【yè】化应用中遇到困难。
NO.5 松【sōng】下【xià】HIT电池【chí】效率达到24.7%，打破大面积晶硅电池【chí】效率记【jì】录
2018年【nián】2月，松下【xià】研发出了效率高达【dá】24.7%的【de】太阳能【néng】电池，该结果经过日本产【chǎn】业技术【shù】综合研究所的证实。松下声明称【chēng】这【zhè】是【shì】实用【yòng】面【miàn】积(100 cm2以上)晶硅太【tài】阳能电【diàn】池的世界最高效率。
松下【xià】此次【cì】公布的电【diàn】池【chí】效率较此前【qián】的【de】数据提高了0.8%。该电池仍采用其HIT技术，面积为【wéi】101.8cm2，电池厚度98 μm，开路电压0.75V，短路【lù】电流【liú】4.02A(39.5 mA/cm2)，填充因子83.2%。
松下在声明中指出【chū】，为提高电池效【xiào】率，公【gōng】司主要【yào】在减少复【fù】合【hé】损失，减【jiǎn】少吸光损失和减少【shǎo】电阻损失三方面入【rù】手【shǒu】。HIT电池【chí】通过【guò】其高质量的非晶硅薄层减少表面复合损失，而此【cǐ】次松下进一步【bù】提【tí】高【gāo】了【le】非晶硅薄【báo】膜的品【pǐn】质【zhì】，减少【shǎo】了生长工艺对基【jī】材的损伤，这使得【dé】电池开路【lù】电压从【cóng】0.748V提高到0.75V。同时松下通过减少【shǎo】透明【míng】导电层【céng】和非晶硅层的透光度增加了电池对光的吸【xī】收，将短路电流从【cóng】 38.9 mA/cm2 提高到 39.5 mA/cm2。最后通过提高电极高宽比【bǐ】提高填充因子【zǐ】。
据了解【jiě】，新的【de】HIT电【diàn】池【chí】不但效【xiào】率更高，同时厚度仅为98 μm，这【zhè】充分展示了这款电池【chí】在降低成本方【fāng】面的潜能。
编辑点评：
PERC之后【hòu】，以HIT为代表【biǎo】的异质结电池成为了【le】当前光伏【fú】产业的大热【rè】。异质结电池在【zài】今【jīn】年的领【lǐng】跑【pǎo】者项目中也大放光彩，有望成为未来【lái】9-21年最火的太阳能【néng】光【guāng】伏技术。而我国也在今年新建了多条异【yì】质结电池产线，未【wèi】来发【fā】展潜力【lì】巨大。
NO.6 天合光能IBC电池效率达到25.04% 再创新高
2018年【nián】2月，天合【hé】光【guāng】能光伏科学与技术国家【jiā】重点实验【yàn】室宣布【bù】，其自主【zhǔ】研发的6英寸面积(243.18cm2)N型单晶【jīng】全背电极太阳电池(IBC)效率高达25.04%(全【quán】面积【jī】)，其中【zhōng】电池开路电压高达715.6mV。测【cè】试结果【guǒ】已经过权【quán】威测试机构日本电气安全与环【huán】境技【jì】术实验【yàn】室【shì】(JET)独【dú】立【lì】测试认证。
IBC电池(InterdigitatedBackContact，交叉指状背接触)因其全背电【diàn】极【jí】结构设计而得名，在其结【jié】构设【shè】计【jì】中【zhōng】，导出【chū】电流【liú】的【de】正、负电极金属化栅线【xiàn】设计在太阳电池的背面，是【shì】目前商品【pǐn】化【huà】晶体硅电池【chí】中难度【dù】最高的技术，标志着晶体硅研发制造技术的最【zuì】高水平。同时【shí】，IBC电池由于正面没有任何电极，具【jù】有【yǒu】外形美观等优【yōu】势，尤其适合光伏建筑【zhù】一体化，其【qí】针【zhēn】对高端应用场景，具有突出的商业化前景。
编辑点评：
IBC电池以其高效的【de】特【tè】性已经引起了行业的【de】重点关注，而【ér】天合光能正式IBC电池【chí】最早【zǎo】的【de】推行者，在这领域保持了多年的【de】世界纪录。目前市面上已经有【yǒu】多款【kuǎn】叠加IBC、双面【miàn】、PERC技【jì】术的组件发行【háng】，未【wèi】来IBC电池将越来【lái】越频繁出现在行业人士的眼前。
NO.7 牛津光伏钙钛矿硅太阳能电池的效率达到28%
2018年12月，英【yīng】国钙钛矿研发公【gōng】司【sī】-牛津光伏太阳能【néng】公司表【biǎo】示，他们【men】在perovskite-silicon串【chuàn】联太阳能电池上取得了28%的效率，打【dǎ】破了【le】自己保持的世界纪【jì】录。
几个月前，该公【gōng】司【sī】的钙钛矿【kuàng】硅太阳【yáng】能电池效率就达【dá】到了27.3%，当【dāng】时该公司称【chēng】这是历史最高水平。最新的成果是使用了1平方【fāng】厘米【mǐ】的【de】钙钛矿硅串联太阳能电池，并获得了【le】美国【guó】科【kē】罗拉多【duō】州国【guó】家【jiā】可再生能源实验室(NREL)的认证。
首席技【jì】术【shù】官表【biǎo】示将继续推进【jìn】钙钛矿-硅太阳能电池技术，并制定了一个超过30%效率【lǜ】的路【lù】线图【tú】。
据了解，Oxford PV在【zài】德国有一【yī】条工业试验【yàn】生产【chǎn】线，已经在【zài】生产商【shāng】用【yòng】尺寸的156mm x156mm光伏电池，供其【qí】开发伙伴验证【zhèng】。该公司正致力于【yú】将钙钛【tài】矿-硅串联太阳能电池技术从【cóng】实验【yàn】室转移到大批量生【shēng】产。
编辑点评：
一直以来【lái】，大多数人【rén】的眼光都放在了分别提高硅太【tài】阳能电池、钙钛矿电池效率【lǜ】之上，却很少【shǎo】有人想【xiǎng】到将【jiāng】两种材料集合到【dào】同【tóng】一个电池里面，从而【ér】实现【xiàn】优势互补，英国【guó】的【de】这家【jiā】公【gōng】司【sī】做【zuò】到了，而且取【qǔ】得了优【yōu】异的成绩。这对所有的业内研究人员都是【shì】一个【gè】可【kě】以借鉴【jiàn】的方案与方向，而未【wèi】来【lái】如果这种设计的电池能够实现30%的转换【huàn】效率，那【nà】或可以取代当前的【de】硅太阳能电池。
NO.8 一年两次【cì】刷新纪录 汉【hàn】能砷化镓【jiā】薄膜【mó】单结电池效率达29.1%
2018年【nián】11月，经德国弗劳恩霍【huò】夫【fū】太阳能系统研究所(FraunhoferISE)认【rèn】证【zhèng】，汉能Alta高【gāo】端装备【bèi】集团 (以下简称“Alta”)的砷化镓薄膜单结【jié】电池转化【huà】效率达到29.1%，刷新世【shì】界纪录。
这【zhè】是汉能Alta今【jīn】年第二次【cì】刷新砷化镓薄膜单【dān】结电【diàn】池转化效率世界纪录。2018年2月份，汉【hàn】能【néng】Alta将砷化镓薄膜单【dān】结电池转化效率刷【shuā】新【xīn】为28.9%。
此外，汉能也【yě】同时保持【chí】着砷化镓薄【báo】膜单结【jié】电【diàn】池组件的世界效率纪【jì】录(25.1%)。
作为全【quán】球薄膜光伏【fú】产业【yè】的“独角兽”，汉能【néng】在电池技术方面引领【lǐng】全球。不【bú】仅在砷化【huà】镓薄膜电池领域行业领先，其在铜【tóng】铟【yīn】镓【jiā】硒薄膜电池也保持着多项世界纪【jì】录【lù】。
编辑点评：
汉【hàn】能在薄膜领【lǐng】域【yù】的【de】实【shí】力毋庸置疑，在强大【dà】的技术【shù】实力基础上【shàng】，汉能对薄膜【mó】产品的推【tuī】广作出了极大的贡献，2018年陆【lù】续【xù】发布了新【xīn】型【xíng】汉瓦、汉伞、汉【hàn】墙等颠覆人们认识【shí】的“黑科技”产品。据了解，截止2018年10月【yuè】中旬，汉能【néng】全球累计【jì】专利申请超过7800件，全球累计授【shòu】权专【zhuān】利超过1700件，平均每天超30件申请。在未来的时间里，我【wǒ】们也期望汉能可以给世界带来更多【duō】的【de】惊喜。
NO.9 太阳能电池效率达37.75%创新纪录
今年4月，总部位于美国伊利诺斯州的Microlink Devices公司宣布，其三结外延剥【bāo】离技术(ELO)太【tài】阳能电池薄【báo】板转换效率达到37.75%，创【chuàng】下新的太阳能电【diàn】池【chí】效【xiào】率纪录。
据【jù】了解，这款电【diàn】池不但转【zhuǎn】换效【xiào】率创造了15.24厘米(6英寸【cùn】)GaAs基三结ELO太【tài】阳能电【diàn】池的最高【gāo】纪录，而且其超过3000瓦/千克的【de】密【mì】度【dù】也让所有太阳能【néng】电池望尘莫及。
这款轻质电池主要设计用于【yú】卫星和无人【rén】机，其效率纪录获得【dé】美国能源【yuán】部【bù】国家可再生能源实验室【shì】(NREL)的【de】正【zhèng】式认证【zhèng】，并顺利【lì】通过【guò】工业标准AM1.5G的测【cè】试。
据了解，Microlink的【de】ELO生产工艺【yì】涉及从砷化镓【jiā】衬底剥离薄活性电池层，并结合多结【jié】技【jì】术，集成【chéng】三个或更多由NREL开发【fā】的半导体【tǐ】层，从而实现更高的电池转【zhuǎn】换效【xiào】率。
目前该款电池虽然转化效率超高，但是也面临成本高昂的困境。
编辑点评：
这【zhè】款电池的【de】超高效率让【ràng】人【rén】看到了太阳能电池未来的光明前景。但【dàn】是美中【zhōng】不足的【de】是高昂的【de】制【zhì】作【zuò】成本难以下降，使得这款【kuǎn】电池只能应【yīng】用在一些【xiē】特殊【shū】的领域而无法推广。未来如果这款电池能【néng】够【gòu】将成本下降，那获将引起【qǐ】太阳能光伏行业的一场变革。
NO.10 超过40%!Fraunhofer ISE创造太阳【yáng】能电池效率【lǜ】新纪录【lù】
2018年11月，德国Fraunhofer太【tài】阳能研究【jiū】所(ISE)与欧盟资助的CPVMatch项目合作，创造了太阳能【néng】电池【chí】组件光电转化【huà】效率高达41.4%的【de】记录。
该光伏组件的面积【jī】为122cm2，采用多结叠层太阳【yáng】能【néng】电池的设计【jì】，堆叠多层【céng】的电池活性材料以吸收太【tài】阳光谱中不【bú】同的【de】波长。Fraunhofer没有【yǒu】具体【tǐ】说明【míng】这个破纪录的组件所采用的电池材料，但指出【chū】它们基于【yú】III-V族化合物半导体【tǐ】材料。
此【cǐ】组件【jiàn】依赖聚光光【guāng】伏发【fā】电(CPV)技术——太阳光透过一个菲涅耳透镜汇【huì】聚到【dào】光伏电池【chí】上并直【zhí】接转化为电能。研究团队表示通过在组件【jiàn】中使用消【xiāo】色差透镜进【jìn】一【yī】步提高【gāo】了转【zhuǎn】换【huàn】效率，事实【shí】证【zhèng】明，这项【xiàng】技术可以实现非常高的效率水平，但由【yóu】于其性能仅【jǐn】局限于具备高度太阳直接辐射【shè】的区域，迄【qì】今为止几乎还没有【yǒu】商业应用。
编辑点评：
通过聚光光伏发电(CPV)技【jì】术，光伏【fú】发电的效【xiào】率来到了一个新高点。但是【shì】其【qí】对环境【jìng】的【de】高要求使得该技术【shù】一直【zhí】没有得到商业应用。无论如何，超高的效率纪录【lù】让人【rén】看到了太阳能发电光明的未【wèi】来前景，未来【lái】随着【zhe】技术的【de】改进，这一【yī】技术【shù】或许能【néng】够给全【quán】球【qiú】带来翻天覆地【dì】的变化。
