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高瓴投资的钙钛矿电池,会成为光伏技术的颠覆者吗?

钙钛矿电池属于三代光伏技术,目前国内已布局的企业超过15家。

图片来源:图虫创意

实习记者 | 马悦然

日前,钙钛矿光伏企业曜能科技完成了数千万A轮融资,投资方包括瓴气候变化投资团队。

一时间,钙钛矿技术再度引发光伏行业的众多关注。

曜能科技称,钙钛矿作为近年来最受关注的新型半导体明星材料,在光伏、探测、显示、照明等众多领域具备广泛的应用前景。

该公司宣称,其钙钛矿/晶硅叠层光伏技术,能够与晶硅技术深度结合,突破传统单结太阳能电池的产业化光电转换效率极限,进一步降低光伏发电成本。

光伏行业属于技术密集型行业,任一环节的新技术革新,都有可能引起市场格局的变动。

业内多认为,目前主流的光伏技术路线的转换效率,提升水平已逐渐接近瓶颈,行业亟需新一轮的技术变革。

那高瓴资本看好的钙钛矿电池,能成为下一代光伏技术的颠覆者吗?

什么是钙钛矿光伏技术?

钙钛矿是指一类陶瓷氧化物,呈立方体晶形,可用来制作太阳能电池的替代材料。

1839年,德国科学家Gustav Rose在俄国考察中在乌拉尔山脉发现元素组成为CaTiO3矿物,并为纪念俄国地质学家将其命名为“perovskite”,即钙钛矿

利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,则被称为钙钛矿型太阳能电池。

比传统太阳能转化方式,钙钛矿太阳能电池更高效且更便宜,因此被列入第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。

至今,德国海姆霍兹柏林材料所(HZB)已开发出29.15%转换效率的钙钛矿-硅叠层电池,这是目前全球最高的转换效率。

太阳能电池主要用于把太阳的光能直接转化为电能。

根据不同的技术路线,太阳能电池可大致分为:以硅片为基础的电池,如晶硅电池;基于薄膜材料的电池,如非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池等;转换效率高的第三代电池,如叠层太阳能电池、钙钛矿太阳能电池。

目前,主流的光伏电池为晶硅电池。

根据硅片性质的不同,晶硅电池可以再细分为P型电池和N型电池。受成本因素影响,目前大多进行为P型PERC电池。但P型电池在转换效率达到22.5%后,即面临资本及技术投入边际效益率递减效应,转换效率难再有效增加的问题。

相较之下,N型电池具有更高的效率和无衰减特性,单位面积上的发电量大,因此N型电池具有更大的潜力和市场空间。

在N型电池领域中,可以细分为TOPCon、异质结HJT、IBC等技术类型。其中,异质结是当下热门技术。

异质结在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,但其成熟度有待考量。

极电光能联合创始人、副总经理郑策向界面新闻记者表示,异质结做叠层比较合适,更为天然。但异质结本身也不成熟,暂未在晶硅里成为主流。

郑策认为,钙钛矿出现在晶硅降本几近于极致的时机背景下,晶硅需要下一代技术去接替、提效。钙钛矿则带有高效率和低成本的优势,这是最关键的问题。

单结晶硅电池的理论极限效率约为29%。新式钙钛光伏电池的单层理论效率则可达31%;钙钛矿叠层电池,包括晶硅/钙钛矿的双节叠层转换效率可达35%,钙钛矿三节层电池理论效率可达45%以上。

中国商业化进程如何?

钙钛矿太阳电池已引起国内外众多企业的关注,国内企业布局该技术的也不在少数。

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