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全球光伏行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展,國內(nèi)是最快增長極。
隨著我國光伏設備的制造水平不斷地提高,光伏設備在不同領域都得到了有效應用。在發(fā)電成本持續(xù)下降、政策持續(xù)利好和新興市場快速興起等有利因素的推動下,光伏行業(yè)前景廣闊。
光伏設備系列深度報告:鈣鈦礦-道阻且長,行則將至
鈣鈦礦型太陽能電池(perovskite solar cells),即利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池。鈣鈦礦晶硅疊層電池由一層硅與一層合成鈣鈦礦薄膜層串聯(lián)而成,硅太陽能電池能有效吸收紅外光,鈣鈦礦太陽能電池能有效利用高能量的紫外和可見光。通過疊層架構將這兩種電池技術相結(jié)合,可獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率,降低度電成本,理論轉(zhuǎn)換效率可達到40%以上。實現(xiàn)路徑看,最受關注的方向為以HJT電池作為硅基底電池,在其表面涂覆鈣鈦礦電池,形成鈣鈦礦/硅異質(zhì)結(jié)疊層電池。
鈣鈦礦電池道阻且長,行則將至
布局鈣鈦礦電池搶占先發(fā)優(yōu)勢,互聯(lián)網(wǎng)、地產(chǎn)、汽車巨頭紛紛入局。目前晶硅電池占比約95%,擁有成熟的硅料、硅片、電池片、組件產(chǎn)業(yè)鏈。但是,晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率理論上限在30%左右,要突破該制約,鈣鈦礦電池成為重要的探索方向,也因此吸引了包括騰訊、寧德、碧桂園、長城等跨行業(yè)巨頭紛紛入局。柔性鈣鈦礦電池應用場景豐富,適用于BIPV、BAPV、柔性可穿戴電子設備、汽車等,這也是吸引跨界巨頭的原因之一??偨Y(jié)來說,對于跨行業(yè)巨頭的入局,可能的原因包括:①提前布局下一代電池技術,搶占先發(fā)優(yōu)勢;②與現(xiàn)有業(yè)務的協(xié)同性。
鈣鈦礦電池優(yōu)勢明顯,產(chǎn)業(yè)化之路機遇與挑戰(zhàn)并存。鈣鈦礦電池的優(yōu)勢主要包括高光吸收系數(shù)、超長載流子擴散長度、低激子結(jié)合能、高缺陷容忍度、帶隙可調(diào)、制備工藝多樣等。面臨的挑戰(zhàn)主要包括:①穩(wěn)定性:鈣鈦礦材料比較脆弱,不同材料與結(jié)構可能存在不耐高溫、不耐光照、易水解、易氧化等,在大面積襯底下難以控制薄膜均勻性,效率與穩(wěn)定性會有所下降。②含鉛:鈣鈦礦電池由于含鉛從而帶來環(huán)境問題。
技術革新,設備先行
鈣鈦礦電池核心設備主要包括鍍膜設備、涂布設備、激光設備。①鍍膜設備:鈣鈦礦電池通常包括透明導電基底、電子傳輸層(ETL)、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層(HTL)、金屬電極。電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層為核心環(huán)節(jié),主要涉及PVD設備。目前該領域已實現(xiàn)國產(chǎn)化。②涂布設備:制備鈣鈦礦吸光層,以采購自進口供應商為主。③激光設備:激光膜切指利用激光工藝刻劃P1、P2、P3層,阻斷導電,從而形成單個模塊。激光清邊指利用激光工藝將電池邊緣的各層沉積膜清除掉。
標簽: 主要包括 太陽能電池 光電轉(zhuǎn)換效率
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