晶硅PERC(钝化发射极及背接触)电池是目前最先进的太阳能电池技术之一【yī】,其【qí】量产转换【huàn】效率已【yǐ】达到22%,并【bìng】且相【xiàng】较薄膜电池【chí】或传统铝背场(BSF)电池, PERC电池的度电成本优势显著【zhe】。

当前的问题是,哪项技术将成为新一代太阳能技术?

仅采用【yòng】单一【yī】吸收体材料的【de】太阳能电池【chí】在提高转换效率方面的潜力非常有限【xiàn】,其【qí】效率增益空间【jiān】主要取【qǔ】决于吸【xī】收体的 禁带宽度 。图1所【suǒ】示为热【rè】力学(细致平衡)效率极限与禁【jìn】带的关系曲线。太【tài】阳【yáng】能电池的热力【lì】学效率极限也叫肖克【kè】利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)极限,以首次计算出该【gāi】极限的【de】两【liǎng】位物理学家【jiā】命名【míng】。

 

 

图1:最大理论效率与吸收体禁带宽度的关系。

在【zài】AM1.5标准光谱下,曲线上的最大值约为33%,对应的禁带宽度为1.1eV或1.4eV。不过,效率峰值【zhí】分布【bù】的范围也比较广【guǎng】。当禁【jìn】带【dài】宽度为0.9-21.7eV时,转【zhuǎn】换效率【lǜ】也可超过30%。因此,大多【duō】数太阳光吸【xī】收材料的理【lǐ】论【lùn】效【xiào】率极限均较为相近。

晶硅的理论效率极限约为32%。然而,如果稍微偏离【lí】理想条件【jiàn】,考虑到【dào】(不可【kě】避免【miǎn】的)俄歇复合【hé】(Auger-Recombination),晶【jīng】硅【guī】的效率极限便【biàn】会降至29%左【zuǒ】右。

2017年,日本【běn】钟化集团(Kaneka)开发【fā】的一块180cm²太阳【yáng】能电池【chí】创【chuàng】下了26.6%的转【zhuǎn】换效率世界纪录【lù】[2],已经比较接近理论极限。PERC电池【chí】(工【gōng】艺改【gǎi】进)的转换效率记录目前由隆基保持,效率【lǜ】高达24.06%。

未来5到10年内,晶硅太阳能电【diàn】池将达到25%左右的效率极限。届时,在不【bú】影响其成本优势的前提下,电池【chí】量【liàng】产技术【shù】将【jiāng】无法再【zài】进一步完善,这样晶硅太阳能电池技术就将失去主流技术所需【xū】要具备【bèi】的经【jīng】济可行性【xìng】。晶【jīng】硅电池达到上【shàng】述极限【xiàn】的过程将【jiāng】相对【duì】容【róng】易【yì】,主要依靠不断降低【dī】光学【xué】损耗、电【diàn】阻损耗以及最关键【jiàn】的【de】复合损失。这一过程不需要任何【hé】“真正的”颠覆性【xìng】技【jì】术。

那么,光伏行业的效率增【zēng】益将会就【jiù】此止步不前吗【ma】?会不会所有的【de】改进措施都将【jiāng】依靠进一步降【jiàng】低成本(以及通【tōng】过【guò】冷却【què】等方法【fǎ】提高发【fā】电量)?

目前【qián】看来,唯一的办法似乎只有突【tū】破肖克利-奎伊瑟极【jí】限。原则上,有两种【zhǒng】方法可以提高太【tài】阳【yáng】能电池的理【lǐ】论效率【lǜ】极限:一是汇聚更多的太【tài】阳光;二是采用两种及以上禁带不同【tóng】的吸收【shōu】体【tǐ】材料【liào】。采用【yòng】两种吸【xī】收体的电【diàn】池称为“双【shuāng】结叠层电【diàn】池”,超过两种吸收【shōu】体的【de】电【diàn】池叫做“多结叠【dié】层电池”。

若要提高单【dān】个太阳能组件的发电量,最【zuì】简单的方法之一【yī】就是使【shǐ】组件正反两面都能收集太阳【yáng】光。相较单面电池【chí】组件,双面电池组【zǔ】件能够将光伏系统的发电量提高【gāo】9-21%,但新增成本却【què】微乎其微。在【zài】集中式光伏系【xì】统中【zhōng】,双面电池【chí】组件已【yǐ】是大【dà】势所趋,而且此【cǐ】类电【diàn】站将是光伏【fú】装机项目中的【de】主力【lì】军【jun1】。

因此【cǐ】,在开发一项新【xīn】的电池技术时,必【bì】须评估【gū】其与双【shuāng】面技术【shù】的兼容性。

聚光电池

首先,我们来【lái】看【kàn】一下【xià】聚光电池技术。通过汇【huì】聚太阳光,会产生【shēng】更【gèng】多的载流【liú】子,同时【shí】其【qí】复合保持不【bú】变,这样开路电压就【jiù】会升高,太阳能电【diàn】池的转换效【xiào】率【lǜ】也就随之提高。如图2所【suǒ】示,在理想条件下,电池效率【lǜ】随着【zhe】辐照强度增强【qiáng】而呈对【duì】数增长。理论上【shàng】来说,如果汇聚的太【tài】阳【yáng】光增强【qiáng】1000倍,太阳能电池效率可提高约【yuē】25%(相对值),电池效【xiào】率极【jí】限可【kě】提高约7%(绝对【duì】值)。

 

 

图2:不同串联电阻下的电池效率与聚光比的关系

不过,在实【shí】际【jì】操作【zuò】中,聚光【guāng】存在许多限【xiàn】制,如光学损耗至少在9-21%、额外的电阻损耗、温度上【shàng】升、入射【shè】接收角【jiǎo】较小、成本【běn】高昂【áng】等。此外,聚光电池技术与【yǔ】双面技术【shù】也不【bú】兼容。因此,基【jī】于单结电池的聚光光伏【fú】系统在性能上【shàng】不【bú】如未采用【yòng】聚光技术的电池,并且成【chéng】本还更【gèng】高【gāo】。我们不认为聚光电池【chí】是突破肖克【kè】利-奎伊瑟极【jí】限的可行技术。

双结叠层电池

双【shuāng】结叠层电池技【jì】术【shù】或多结电池【chí】技术旨在【zài】改善较宽的太阳【yáng】光【guāng】谱范围与【yǔ】单一半导体局限【xiàn】的吸收边限不相匹【pǐ】配【pèi】的问题。图3所【suǒ】示为AM1.5G标准光谱。在禁带宽度【dù】为1.12 eV(约1100 nm)的晶【jīng】硅太阳能电池中,能量较高(即【jí】波长较短)的光子全部被吸收,其剩【shèng】余能【néng】量【liàng】以热【rè】能的形式消散于晶格中【zhōng】——这一【yī】过程叫做热化。所有能量较低的光子均不【bú】被吸收,而是直接进入【rù】晶硅吸收体【tǐ】层【céng】。这些光子在背接触层【céng】被吸收并产【chǎn】生热量,或被反射或穿【chuān】过组件。

 

 

图3:晶硅太阳能电池的光谱吸收和热损耗。

图【tú】4描【miáo】述了三结太阳【yáng】能电池的结【jié】构【gòu】:三种不同【tóng】的材料串联叠放。禁带【dài】较宽的材【cái】料位【wèi】于【yú】顶【dǐng】部【bù】,可吸收所【suǒ】有能【néng】量大于其禁带的光子,其它光子将进入下一层。在这一结构中,禁带较宽的材料所产【chǎn】生【shēng】的【de】载流子【zǐ】的能量(VOC)将比禁带较窄的材料所产【chǎn】生的载流子【zǐ】要高,因此可【kě】有【yǒu】效减少热损耗。添加【jiā】一层禁带【dài】较窄的【de】材料可吸收更多的低能量光子,从而【ér】提高【gāo】产光生电流。

 

 

图4:三结太阳能电池及相应的吸光区域。

如图5所示,双结叠【dié】层电池的理论(细【xì】致平衡【héng】)效率极限取决于【yú】其【qí】顶电池和底电池的禁【jìn】带能量。二者的最【zuì】佳【jiā】组合是0.95eV和1.7eV,这时效率【lǜ】最大值可达46%左右。对于底电【diàn】池材料来说,晶硅是一个非【fēi】常不错的选择。配以禁【jìn】带宽度为1.8eV的顶电池【chí】,转换【huàn】效率可达【dá】44%左右。另外,双【shuāng】结叠【dié】层电【diàn】池【chí】技【jì】术与双面电池组件技术相容【róng】。根据不同【tóng】的反射率,晶硅【guī】底电池可【kě】通过背面【miàn】额外收集9-21%的太【tài】阳【yáng】光。对于【yú】双结叠【dié】层电池来说,这意味着顶电池【chí】的禁带宽度需要降低,从而使其产生更多【duō】的【de】电流【liú】,确保顶电【diàn】池【chí】和【hé】底电池的电流相匹【pǐ】配。因此,在采用晶硅底电【diàn】池的双面双结叠层电池中,顶电池的【de】禁带宽【kuān】度最【zuì】好降【jiàng】低至【zhì】1.6eV左右。

 

 

图5:双结叠层电池的(细致平衡)效率极限

理论上来【lái】说,双结叠【dié】层电【diàn】池技术可以将晶硅太阳【yáng】能电池的【de】效【xiào】率提高【gāo】12%(绝对值)那么,双结叠层电池技术能为量【liàng】产太阳能电【diàn】池效率【lǜ】带来又一次飞跃【yuè】吗?

采用III-V族【zú】半导【dǎo】体的双【shuāng】结叠层电池【chí】或多结电池已被证明具有超高潜力:其实验室效率已超【chāo】过【guò】46%[5],量【liàng】产效率约为40%。不过,III-V族半导体技术极其【qí】昂【áng】贵【guì】。其中,仅晶片【piàn】成本就已经是硅片的200倍以上。因【yīn】此,只【zhī】有将太阳光的聚光量提【tí】高500倍【bèi】左右,该【gāi】技术【shù】才具【jù】有可行性【xìng】。总而【ér】言之,由于【yú】成本过高,III-V族半导【dǎo】体技术【shù】目前依然无【wú】法【fǎ】与主流晶硅电池技术【shù】相【xiàng】抗衡。

长久【jiǔ】以【yǐ】来,研发人员一直在寻找合适的吸收体【tǐ】材料来作为顶电池,与晶硅底电池搭【dā】配使【shǐ】用。图6显示了与效率为25%的晶硅【guī】底【dǐ】电池组合【hé】时,顶电池所【suǒ】需【xū】要达【dá】到的【de】效率【lǜ】。

若要【yào】实现接近30%的【de】电池效率,当采用禁带宽度【dù】小于【yú】1.7eV的材料时【shí】,顶电池效率需要【yào】达到【dào】20%以上【shàng】。到目前为止,研发人【rén】员还【hái】未找【zhǎo】到合适的材料。碲化【huà】镉【gé】(CdTe)本来有望成为候选材料,但其禁带过窄,只有1.4eV。非晶硅和铜镓硒(CGS)的禁带宽度【dù】在1.7eV左右,比较合适,但其转换效率太低【dī】。半【bàn】导体量子【zǐ】结构不仅不解决问【wèn】题【tí】,还【hái】会【huì】引发新的问题。

 

 

图6:底电池效率不变,顶电池所需达到的效率。

目前,顶电池有两种潜在候选材料:III-V族半导体和钙钛矿

那么,这两种候选材料各有何优劣?

首【shǒu】先【xiān】,III-V族半导体顶电【diàn】池可与晶【jīng】硅底【dǐ】电池配合使用。由于晶格失配和温度【dù】收支【zhī】现象,两种材料无法直接用外延法生【shēng】长在一起。

目前,III-V族半导体【tǐ】顶电【diàn】池与晶硅底电池的双结叠层组合【hé】已在实【shí】验【yàn】室中【zhōng】达到了32.8%的【de】转换效率[7]。不过,这种【zhǒng】电池技【jì】术的成本比晶硅电池高出了一【yī】个数量级。用外【wài】延【yán】法生【shēng】长在锗或砷化镓晶片表面,再进行剥离和转移,似乎是最【zuì】可行的做法,不过【guò】这【zhè】在【zài】技术和经济性方面【miàn】是否可行,尚有待【dài】证明。图7所【suǒ】示为上述结构的截【jié】面示意图[8]。

目前,普遍认为该技术在经济性上未达到量产标准。

 

 

图7:磷化镓铟/硅基双结叠层太阳能电池的结构示意图[8]

第二个选项是采用钙【gài】钛【tài】矿【kuàng】太阳能电池作为【wéi】顶电池。近【jìn】年【nián】来【lái】,全【quán】球各地的实验室【shì】在钙钛矿【kuàng】电池研发方面【miàn】都取得了【le】重大进【jìn】展。钙【gài】钛矿单结电池的转换效率已超过20%。2018年6月【yuè】,牛津光【guāng】伏(Oxford PV)公司【sī】成功开发出效【xiào】率高达27.3%的钙钛矿/硅基【jī】双【shuāng】结叠层【céng】电池,首次打破【pò】了单结晶硅电池26.6%的世界纪录[9]。

钙钛矿是一种前景非常【cháng】广阔的吸收体材【cái】料【liào】。它们属【shǔ】于直接带隙半导体【tǐ】,因此其作为太阳能电池【chí】的吸收体材【cái】料时,厚度只需达【dá】到1 µm即【jí】可。禁【jìn】带宽度的调整范围为1.5 eV左右至1.7 eV以上【shàng】。而且,即便采用低【dī】成本沉积技术,也【yě】能实现【xiàn】出色的【de】复【fù】合【hé】特性【xìng】。其开【kāi】路电压也正在逐步逼近肖克【kè】利-奎伊瑟极限【xiàn】。

钙钛矿太阳能【néng】电池【chí】在短时【shí】间内就能取得如【rú】此惊【jīng】人的进展,着实令人印象深刻,但钙钛矿/硅基双【shuāng】结叠层电池【chí】在实现【xiàn】量产之前,还需要【yào】克服不少难【nán】关。

挑战1

最大【dà】的【de】挑战就是如何确保钙钛矿电【diàn】池的长期【qī】稳定【dìng】性。标准组件可以【yǐ】在恶劣的户外气候条件下耐受9-21年【nián】,而钙【gài】钛矿在【zài】几分【fèn】钟之内便会退化【huà】。不过,这【zhè】方面目前也已【yǐ】取得显著进展:钙钛【tài】矿/硅基双结叠层电池与双玻【bō】组件技术相结合【hé】,可以通过DH1000或TC200试验[10]。目前【qián】,研发人员【yuán】正【zhèng】在努力提【tí】高钙【gài】钛矿/硅基双【shuāng】结叠层电池抵【dǐ】抗【kàng】紫外线【xiàn】辐射、湿气【qì】、高【gāo】温【wēn】和氧气的能力。

挑战2

第二项挑战在于要将不足1cm²的【de】实验室级电池【chí】提升【shēng】到【dào】正常硅【guī】片大小。这需要进【jìn】行大量的工【gōng】程设计,不过【guò】可【kě】以【yǐ】借助晶硅【guī】电池、薄【báo】膜电池及蓄电池生产中成熟的沉积【jī】技术【shù】,因此【cǐ】该项挑战不至于成【chéng】为根本性障碍。

挑战3

钙钛矿通常含有铅、铯等剧毒元素。目前,这一点不会影响其在光伏组件中的使【shǐ】用,因为晶硅电池组件的焊带和金属化浆料中也含有铅【qiān】。不【bú】过,未来【lái】新的法规也【yě】许会限制光伏组件使用有毒材料【liào】。如有需【xū】要【yào】,浆料和焊【hàn】带中的铅【qiān】可以轻而易举地找【zhǎo】到替代【dài】品。但铅【qiān】是【shì】构成钙钛【tài】矿的主要【yào】元【yuán】素之一,目前还【hái】无法【fǎ】被取代。

钙钛矿/硅基双结叠层电池及组件结构

原则上来说,双结叠层【céng】电池组件有两【liǎng】种设【shè】计方法。一种方【fāng】法是采【cǎi】用集成一体【tǐ】化结构【gòu】:将底电池和顶电池【chí】集成【chéng】在同【tóng】一个电池【chí】片(如图【tú】8所示),再按【àn】照标准晶硅电池的【de】工艺将【jiāng】双结叠层电池连接起【qǐ】来,形成电池组件。另【lìng】一种方法【fǎ】是将顶电池和底电池分开,制成两个【gè】组【zǔ】件,然【rán】后再串联叠【dié】放并封装在一起【qǐ】。底电池组件的敷设多多少少【shǎo】有标准可循。顶电池组件可【kě】采用薄【báo】膜叠瓦【wǎ】技术。这种方法的优点【diǎn】在于顶电池和底电池【chí】之间不需【xū】要电流匹配,缺点在于接触和电池【chí】连【lián】接【jiē】的工作量【liàng】翻倍。

笔者认为,在协同效应、成【chéng】本和生产良率方面,第一种方法的前景更加光明【míng】。此外,就目前【qián】的生产【chǎn】技术而言,这【zhè】种方法所需要【yào】的【de】改动也少得多。因此,我们将【jiāng】重点关注一【yī】体【tǐ】化双【shuāng】端【duān】叠层【céng】电池。

 

 

图8:典型的一体化双结叠层电池结构

底电池

底电池可以采用P型【xíng】硅片【piàn】或N型硅片。虽然大多数【shù】实【shí】验室项目【mù】都采用N型异质结【jié】电池,但P型电池其实【shí】也是可行的。其【qí】中,顶电池和底电池的极性需要相匹配,这一点至关重要。在【zài】集成【chéng】一【yī】体化型电池【chí】结【jié】构中,顶电池【chí】通常采用“反型【xíng】”结构,将P层作为底层。这意味着底【dǐ】电【diàn】池也需要将P接触层【céng】作【zuò】为底层【céng】,这一点可以通过背【bèi】结【jié】N型电池【chí】或常规的P型电池来实现。

不【bú】论【lùn】是N型电池还是【shì】P型电池【chí】,都需要在顶【dǐng】电池形【xíng】成隧穿结以及一层(导电)光学层【céng】。底电池正【zhèng】面无需镀减【jiǎn】反【fǎn】射膜,也无【wú】需金属【shǔ】化。由于【yú】底电池不【bú】导电,因此不适合采用标准氮【dàn】化硅正面钝化工艺,可以选择【zé】晶【jīng】硅/氧化铟锡(a-Si/ITO)异质结技【jì】术【shù】,或选【xuǎn】择带ITO覆盖层的多晶硅钝化接触作为光学元件。

目前,钙钛矿沉积【jī】工艺还【hái】不适用于【yú】制绒表面,因此【cǐ】底电池的正面需【xū】要进行抛光【guāng】。不过【guò】,只要背面是制绒表【biǎo】面,正面抛光只会造成【chéng】些【xiē】微损耗。

顶电池

顶电【diàn】池通常采【cǎi】用反型【xíng】结构,第一层为【wéi】空穴传输层(HTL),可采用贺利氏生【shēng】产的氧化【huà】镍【niè】或PEDOT:PSS。空穴传输【shū】层必须足够薄,以防止红【hóng】外寄生吸收。

钙钛矿吸【xī】收体层的禁带宽度可调整至1.9-21.6 eV,以便用【yòng】于双面【miàn】电池。许【xǔ】多论【lùn】文特别【bié】关注如【rú】何【hé】提高钙【gài】钛矿【kuàng】的【de】禁带宽度,使其达到1.9-21.8 eV,并且设法解决【jué】宽禁带材料的【de】潜【qián】在损耗较高【gāo】这一问题。机缘巧合的是,在确定与【yǔ】双面电池相匹【pǐ】配【pèi】的电流【liú】时,恰好可以选用最合适的钙钛矿种类。

对【duì】于电子传输层(ETL)来说【shuō】,PCBM聚合物是一【yī】个不错【cuò】的【de】选择【zé】,其次是用于横向导电并【bìng】作为减反射膜的ITO层。

金属化和电池连接

钙钛矿只能承受【shòu】130-150 °C的温度,因此无法采用温度高达【dá】900 °C左右【yòu】的标准烧结工艺,而必须【xū】用低温银浆【jiāng】取代【dài】标准银浆或铝浆。贺【hè】利【lì】氏可根据烧结温度和烧【shāo】结【jié】时间的具体要求【qiú】为客【kè】户提【tí】供定制浆【jiāng】料。

如【rú】果采【cǎi】用【yòng】PERC电池作为底【dǐ】电【diàn】池,那么目前还【hái】没有合适的低温铝浆。晶硅和铝的【de】共晶温度为577 °C,要在【zài】低于【yú】这个温度的情况下【xià】形成局部【bù】背场可能比较困难。因此【cǐ】,背【bèi】面金属化【huà】必须在顶电池【chí】沉积之前完成印刷和烧结。不过,这种无法保【bǎo】证清洁【jié】度【dù】的金属化工艺(含粉尘及【jí】有机残留物)可能会对后【hòu】续工艺及顶电池的【de】质量产生【shēng】不【bú】利影响【xiǎng】。此外,还可以【yǐ】选择涂覆【fù】背银栅【shān】线【xiàn】,该【gāi】工艺目前在双面【miàn】异质结技术和隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)技术中均有使用。

在任何情况下,正面(和【hé】背【bèi】面【miàn】)的低温【wēn】银栅线的【de】电阻率均高于标【biāo】准银【yín】栅线【xiàn】。因此,虽然电流减半【bàn】,但建议选择多【duō】主栅(MBB)结构来降【jiàng】低串联电阻【zǔ】,减少银浆用量【liàng】。多栅线连接【jiē】和低温焊锡涂层有可能成为电池连接工艺的理想【xiǎng】选择。此外,也可以考【kǎo】虑采用导电【diàn】胶的【de】叠瓦技术。贺利氏【shì】可根据固化【huà】温【wēn】度【dù】的具体要求为客户提供【gòng】定制【zhì】导电胶。由【yóu】于【yú】电流【liú】只有5A左右,半【bàn】片电池组【zǔ】件很可能没有明显【xiǎn】优势。

封装【zhuāng】相对来说,钙钛矿对【duì】湿度等环境因【yīn】素更加【jiā】敏感,因此优选双玻组【zǔ】件。考虑到近期1.9-21 mm玻璃取得的技术进步,对【duì】于任何双【shuāng】面组【zǔ】件来说【shuō】,双玻结构都是优选解决【jué】方案。根据【jù】我们【men】的计算【suàn】,无框【kuàng】双玻组件的生产成本已经低【dī】于标准有框玻璃背【bèi】板【bǎn】组件。

系统每块组件【jiàn】的电压提高【gāo】了一倍【bèi】以上;每片电池的【de】开路【lù】电【diàn】压从700 mV左右提高到1800 mV左【zuǒ】右。如果将60片电池串联形成【chéng】组件,总开路【lù】电压将达到【dào】108 V。因此【cǐ】,电池串【chuàn】长度必须【xū】大幅缩【suō】减【jiǎn】,使电【diàn】压处于1000 V或1500 V以下。若要解决这一问题,可以将多【duō】个子串并联(例如类似基于半片电【diàn】池的组件设计),或【huò】采用组【zǔ】件级【jí】直流【liú】优化器或微型逆变器。

成【chéng】本技术可【kě】行性解决之后,下【xià】一个问题自然【rán】是双结叠层电池技术在经济上【shàng】可行吗?图9所示为当前市场价下【xià】无框【kuàng】双玻【bō】组件【jiàn】的生产【chǎn】成本【běn】。比较双面PERC单结电【diàn】池【chí】与上【shàng】述【shù】双结叠层电池的生产【chǎn】成本,可以发现双结叠【dié】层电池的效率【lǜ】需【xū】高出约9-21%(绝【jué】对值),其【qí】组件生产成本才【cái】会与双面PERC单结电池持平。如图6所示【shì】,这【zhè】要求顶【dǐng】电池的效率达【dá】到20%左右。

 

 

图9:单结电池和双结叠层电池的组件生产成本与电池效率的关系

由于光【guāng】伏【fú】平衡【héng】系统(BOS)带来的额外成【chéng】本【běn】,从系【xì】统层面来看,每瓦组件价【jià】格会随着组件效率的提高【gāo】而上【shàng】涨【zhǎng】。图10显示了当组【zǔ】件效率提升时,为【wéi】保持【chí】光伏系统成本【běn】不变,组件价格的上涨空间。根【gēn】据不同【tóng】的BOS成【chéng】本,组件效率每提高1%(绝对值),组件价格可提高【gāo】约【yuē】0.01欧元/瓦。

因此,双【shuāng】结叠层电池【chí】所需要的效率【lǜ】增【zēng】益可以更低:只【zhī】需要9-21%(绝对值)即可,不用达到5%(绝对值)。这样,组件生产成本只【zhī】增加【jiā】不到0.02欧元【yuán】/瓦,而且可【kě】以转嫁到组件价格上。

 

 

图10:在保持光伏【fú】系统成【chéng】本不变的前提下,组件价【jià】格的允许上【shàng】涨空间与【yǔ】组件效【xiào】率的【de】关系。

结论

钙钛矿太阳能电池【chí】如今已成【chéng】为双结叠【dié】层电池的可【kě】行解决【jué】方案【àn】,可搭【dā】配【pèi】晶硅底【dǐ】电池,并且在【zài】全球各地【dì】的多家实验室内都取得了【le】良【liáng】好的试【shì】验成果。未来【lái】几年内,有【yǒu】望开发出转换效率【lǜ】比单结晶硅电池高【gāo】出9-21%(绝对值)的双结叠层【céng】电池。钙钛矿双结叠层电池在经济性方【fāng】面也颇具吸引【yǐn】力。目前【qián】最大的挑战依【yī】然是钙钛矿电【diàn】池缺乏长【zhǎng】期稳定性。

主流晶【jīng】硅电池【chí】与组件技术【shù】的发展也令钙【gài】钛矿【kuàng】双结叠层电池受益匪浅,如多主栅连接和双玻双面组【zǔ】件【jiàn】。要将钙钛矿顶电池【chí】直接【jiē】叠加【jiā】在PERC底电【diàn】池上似乎颇【pō】具挑战性,不过可以【yǐ】选择异【yì】质结电池或TopCon电池作【zuò】为底电池,从而进一步推【tuī】动未来电池技术【shù】的【de】发【fā】展【zhǎn】。

(责任编辑:小泽)