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钙钛矿技术–超越效率记录

时间：2021-11-19 14:16:09 来源：

钙钛矿太阳能电池（PSC）技术与其他所谓的第三代太阳能电池有许多相似之处。

摘自光伏杂志03/2020

近年来，商用硅模块的平均效率有所提高，每年达到0.3-0.4个百分点。这些效率提高是在竞争激烈的环境中实现的，因为仅在过去的六年中，模块价格就下降了70％以上。

但是，由于主流技术（例如p型钝化发射极和后电池（PERC））正逐渐达到转换效率的物理极限，因此该行业越来越关注优化新技术和创新，以及应用新的光伏材料和钙钛矿等技术。

在过去的十年中，钙钛矿太阳能电池的转换效率不断提高。考虑到用于太阳能技术的钙钛矿材料处于发展的早期阶段，效率从2009年的3.8％提高到2018年的约23％是一个了不起的成就。与任何其他新兴的光伏技术相比，该效率学习曲线要陡得多。尽管效率是指实验室效率，而不是大规模生产的商用电池，但它们仍表明钙钛矿会对太阳能行业产生巨大影响。

钙钛矿生产

钙钛矿太阳能电池（PSC）技术与其他所谓的第三代太阳能电池有许多相似之处。特别是在电池设计和工艺方面，它非常接近染料敏化太阳能电池（DSSC）和有机太阳能电池（OSC或OPV电池）。但是，PSC的快速发展只能部分用这种相似性来解释，因为上述每种技术都是独立开发的。

生产PSC模块的过程不止一种。用最简单的方法，PSC可以通过卷对卷涂布（包括槽缝模头，喷涂和喷墨印刷等众所周知的技术）或通过蒸发来制造。该工艺基本上消除了对晶片制造以及晶体硅（c-Si）电池中使用的其他相关工艺的需求。

PSC制造的另一个优势是钙钛矿可用于单结和串联结技术。单结技术是最简单的形式，它依赖于钙钛矿材料的单层，可提供光电效应。通过这种形式，PSC可以达到高达23％的转换效率。为了将效率提高到27％甚至更高，许多研究机构和初创公司正在探索串联电池的使用，串联电池是一种多结电池，结合了PSC作为标准c-Si电池或薄膜上的附加吸收层例如CIGS或CdTe模块。

优势与障碍

钙钛矿技术的优点很简单。与晶体硅相比，钙钛矿材料相对便宜，尤其是单晶p型和n型硅，因为该技术不需要使用多晶硅，银浆和标准c-Si模块中使用的其他材料。由于材料内的载流子扩散长度长，因此可以获得更高的效率，并且由于材料的带隙可调范围大，因此有可能选择面板的颜色（吸收带）。PSC可以使用单结和多结技术（具有c-Si和薄膜）运行，并且适用于不同的应用和领域，例如建筑集成光伏（BIPV）以及公用事业规模的太阳能发电厂。

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