搜索
發(fā)布時(shí)間:2024-06-07 點(diǎn)擊數(shù): 1162
有機(jī)無機(jī)鹵化物鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破26%,可商業(yè)化的組件光電轉(zhuǎn)換效率也屢創(chuàng)新高。但作為最有希望成為未來主流的第三代薄膜光伏技術(shù),鈣鈦礦光伏組件在量產(chǎn)制造過程中所面臨的良品率及電池穩(wěn)定性問題一直是行業(yè)內(nèi)的痛點(diǎn)。尤其是對(duì)于目前行業(yè)在制造反式P-I-N型鈣鈦礦光伏組件幾乎固定的工藝上(TCO/Sputtering NiOx/ PVK/ ETL/ Metal),讓我們意識(shí)到,除了離子型鈣鈦礦活化層本身,各功能分子的膜層質(zhì)量和多層結(jié)構(gòu)是影響鈣鈦礦光伏電池穩(wěn)定性及量產(chǎn)制造良品率的重要因素。
所謂“大道至簡”,簡化可再生能源技術(shù)制造過程對(duì)于降低商業(yè)化障礙至關(guān)重要。因此現(xiàn)象光伏從簡化電池結(jié)構(gòu)出發(fā),對(duì)鈣鈦礦前驅(qū)體溶液進(jìn)行了組分創(chuàng)新調(diào)控,同時(shí)直接在TCO導(dǎo)電玻璃(ITO或FTO)上沉積鈣鈦礦吸光層,完全拋棄了濺射空穴傳輸層(NiOx)的高難度工藝及對(duì)應(yīng)的高昂成本,規(guī)避了埋底表面缺陷帶來的潤濕性問題,同時(shí)加快了工藝節(jié)拍,大大節(jié)省了設(shè)備占用空間和材料耗費(fèi),極大地優(yōu)化了鈣鈦礦光伏電池的制備流程?,F(xiàn)象光伏自主創(chuàng)制的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液“Phenosolar#1”(組分可以有幾百種的變化,超強(qiáng)的普適性:1.25~1.85ev帶隙),能夠在不需要任何提前預(yù)置的空穴傳輸層基礎(chǔ)上,僅僅通過一步溶液涂布工藝,即可實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦吸光層在TCO上的沉積并自動(dòng)調(diào)整吸光層與導(dǎo)電玻璃界面處的能帶彎曲,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的空穴提取。
通過此現(xiàn)象光伏鈣鈦礦創(chuàng)新技術(shù),在極小面積(≤0.1cm²)和大面積模組上分別實(shí)現(xiàn)了25.9%、21%的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn),在從鈣鈦礦光伏電池極小面積到大面積的放大過程中,效率衰減始終保持在低于3%的范圍內(nèi),這得益于減少的空穴傳輸功能層帶來的更低電學(xué)和光學(xué)損耗。
不僅如此,基于此無預(yù)置空穴傳輸層的電池結(jié)構(gòu),再經(jīng)過對(duì)剩余功能層和封裝材料的進(jìn)一步優(yōu)化處理,鈣鈦礦光伏組件的穩(wěn)定性也得到了極大改善,在高溫85℃持續(xù)光照工作2000h和極端冷熱沖擊-40℃至85℃160個(gè)循環(huán)的情況下,都能保持非常高的工作狀態(tài),電池性能仍能保持初始值95%以上。通過加速老化模擬試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)為完全替代NiOx及其它空穴傳輸層在工業(yè)制備組件中的必要預(yù)置提供了重要依據(jù)。同時(shí)通過對(duì)比濺射NiOx工藝的鈣鈦礦光伏組件生產(chǎn)工藝,單片鈣鈦礦光伏組件制造成本降低18%~20%,是鈣鈦礦光伏組件量產(chǎn)工藝的最佳技術(shù)路線。
此外,現(xiàn)象光伏鈣鈦礦創(chuàng)新技術(shù)不僅僅局限于去掉P-I-N型鈣鈦礦電池預(yù)置空穴傳輸層,同時(shí)也在N-I-P型鈣鈦礦電池中首次拋棄對(duì)N型金屬氧化物(SnO2、TiO2)電子傳輸層的使用,直接使用自主創(chuàng)制的“Phenosolar#2”鈣鈦礦前驅(qū)體溶液在TCO導(dǎo)電玻璃上沉積調(diào)控,通過類似的工藝處理方式最終獲得了與使用SnO2類金屬氧化物電子傳輸層相當(dāng)?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換效率。經(jīng)過不斷論證與測(cè)試發(fā)現(xiàn),采用此溶液調(diào)制配方制備單節(jié)鈣鈦礦光伏組件有著巨大優(yōu)勢(shì),同時(shí)也可應(yīng)用于鈣鈦礦/晶硅兩端疊層電池的制備,其獨(dú)特的保型沉積、接觸復(fù)合改善功能使得兩端疊層電池光電轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定在30%以上。
憑借行業(yè)內(nèi)獨(dú)有的技術(shù)路線,現(xiàn)象光伏已獲批多項(xiàng)發(fā)明專利,并順利通過權(quán)威機(jī)構(gòu)的第三方科技成果鑒定,相關(guān)技術(shù)研究論文亦已投稿至專業(yè)期刊?,F(xiàn)象光伏矢志不渝地推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,始終保持理性與專注,針對(duì)性地解決鈣鈦礦光伏電池商業(yè)化所面臨的問題。通過整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈,運(yùn)用務(wù)實(shí)的商業(yè)智慧,探索一條別具一格的鈣鈦礦光伏電池商業(yè)化道路。