Imec：钙钛矿电池可在2020年通过IEC测试

比利时Imec研究机构采用钙钛矿型硅串联电池的效率达到27.1％，并认为30％的效率是可能的。

光伏杂志：我们什么时候才能期待批量生产的第一批钙钛矿模块具有20年或更长时间的性能保证？

汤姆·阿诺特斯（Tom Aernouts）：在两到三年内，基于钙钛矿的模块，钙钛矿-硅串联电池和薄膜钙钛矿电池将在市场上出售。如今，全球数十家公司正在开发制造工艺并建立生产能力。GCL在中国就是其中一家公司，也是建立生产设施的先驱之一。在未来的两到三年中，预计全球将实现0.4至1.3 GWp的生产能力。到2020年，将开发通过IEC测试的模块（请参见下图）。但是，问题是为硅电池开发的标准测试是否也可以保证钙钛矿电池的20年保修期。这是获得对降解机理的更多了解并开发新测试的关键。

对于地面应用，它们将包含以晶体硅电池为基础的串联电池，还是纯钙钛矿薄膜组件？

这两个选项将共存，并将用于不同的应用程序。钙钛矿硅串联电池将成为发电厂的理想选择。尽管与硅电池相比，它们的效率更高，但它们起初将具有成本较高的“缺点”。实际上，将钙钛矿置于硅上的额外工艺步骤更加昂贵。然而，该成本问题将很快被相当高的转换效率所补偿，并且一旦电池被大量生产，成本就会降低。纯薄膜钙钛矿模块将用于集成应用：建筑物（BIPV）或基础设施，例如自行车道或汽车。薄膜溶液的优点是它可以应用于柔性基板，重量轻且半透明。

对于研发和后续批量生产中的c-Si-钙钛矿串联电池，我们可以期待什么效率？

钙钛矿技术是迄今为止发展最快的太阳能技术，其2009年的发现转换效率为3.8％，到2019年将转换为25.2％。特别是对于串联电池，在研发中已实现28％的效率。这种效率有可能提高到30％，并且在未来几年内甚至可能更高。这些结果仍在很小的区域内，约为1cm2。在批量生产中，预计串联模块在整个模块尺寸上的效率至少提高一个或两个百分点。这允许可行的市场引入。

我们的行业在用于陆地应用的上一代串联电池（微晶硅薄膜电池）方面有糟糕的经验。原因之一是两层的（当前）失配取决于光的光谱，这降低了比产率。这是一个严重的问题，如何解决？

同样在钙钛矿-硅串联电池中，当在户外条件下使用不断变化的光强度和光谱时，电流失配将成为一个问题。然而，当使用钙钛矿作为顶层时的转化效率比用微晶型串联电池获得的转化效率高得多。

通过使用4端子而不是2端子概念可以避免电流不匹配。在这种情况下，串联子电池彼此电隔离并以并联电路连接。由于额外的电极和安装成本，四端子电池更昂贵。尽管如此，按年计算时，使用4末端钙钛矿硅串联电池可能是一种更具成本效益的选择。

2端子和4端子概念将共存，并且选择取决于应用程序：对于沙漠中光条件变化不大的发电厂，2端子将是最具成本效益的解决方案，而在大多数欧洲国家中，使用4端子串联电池会更好。

钙钛矿的主要挑战之一是稳定性。在过去三年中，稳定性提高了多少？您的预后如何？这是如何实现的？

在过去几年中，稳定性已大大提高，到2020年电池将能够通过IEC测试。首先，对材料本身进行了改进。从钙钛矿中除去似乎是不稳定化合物的甲基铵。其次，调整接触层，以减少界面处的相互作用。钙钛矿中的卤化物碘和溴很容易与其他物质相互作用，因此应避免这种情况。第三，钙钛矿电池的包装可以保护它们免受潮气和氧气的侵害，并提高稳定性。对于玻璃玻璃包装，可以使用硅和薄膜PV的专业知识。对于柔性纯钙钛矿模块，优化的包装解决方案将需要更长的时间才能开发出来。

第一批钙钛矿使用铅作为重要成分。科学是否解决了减少铅含量的问题？您如何看待钙钛矿太阳能电池的可持续性？

钙钛矿技术被认为是最环保的技术之一，因为它使用了丰富的合成成分（避免了采矿或繁重的提纯工艺），而且材料用量极低，加工温度也很低。铅基钙钛矿电池仍可达到最佳效率。正在考虑替代方案，但仍然落后。但是，铅的使用量非常低：含铅吸收层的典型厚度约为0.3μm，每平方米产生约1克碘化铅。而且，即使在封装模块损坏的情况下，引线泄漏的风险也非常低。为了防止这种情况的发生，研究界正在开发各种方法来防止泄漏到环境中，例如，通过整合捕获铅或与铅结合形成不溶于水的新化合物的材料。