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《华能钙钛矿电池技术研发取得新突破》

  • 来源专题：能源情报网监测服务平台
  • 编译者： 郭楷模
  • 发布时间：2024-12-11

  • 近日经第三方权威机构认证中国华能自主研发的大面积钙钛矿-晶硅叠层电池转换效率达26.12%，（孔径面积1337.4平方厘米）标志着华能在钙钛矿电池技术研发方面取得新突破。

    该技术由华能清洁能源技术研究院牵头华清钙钛矿光伏技术（北京）有限公司研发钙钛矿及叠层组件可应用于集中式电站、光伏建筑一体化和便携式充电等领域具有广泛的应用前景。

    作为国内最早开展钙钛矿电池技术研发的能源企业之一，经过十余年攻关，华能建立了系统完善的钙钛矿电池研发、中试和检测分析平台，掌握了大面积高效率钙钛矿及叠层组件制备技术，并率先开展钙钛矿光伏技术示范应用，进行了多场景钙钛矿组件千瓦级示范系统验证，建设国际首个平米级钙钛矿商用组件兆瓦级示范电站。

    未来华能将持续推动钙钛矿光伏技术创新和突破为能源结构转型和绿色发展贡献更大力量。

  • 原文来源：https://www.in-en.com/article/html/energy-2336120.shtml
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相关报告

  • 《我国柔性钙钛矿光伏电池新突破》
    • 来源专题：能源情报网监测服务平台
    • 编译者：郭楷模
    • 发布时间：2025-08-25
    • 记者从南京大学获悉，该校谭海仁教授牵头的研究团队在柔性钙钛矿叠层光伏电池领域取得新突破。团队开发的“气体淬火辅助的原位涂层技术”，大幅缩小柔性钙钛矿光伏电池与刚性钙钛矿光伏电池在光电转化效率上的差距。相关实验室成果正在企业进一步转化、中试。国际学术期刊《自然—光子学》8月22日刊发了论文。据论文第一作者、南京大学2021级直博生李曼亚介绍，钙钛矿是新一代光伏技术的重点研究方向，相比传统的晶硅材料，具有重量轻、易制备、材质柔软等特点。长期以来，用于制备钙钛矿薄膜的基板以玻璃等刚性材料为主，尽管此类刚性钙钛矿光伏电池的光电转化效率已接近成熟的晶硅光伏电池，但并未充分发挥钙钛矿的柔性优势。 与此同时，以塑料等柔性基板制备的钙钛矿薄膜，存在缺陷较多等问题，光电转化效率难以提升，成为阻碍钙钛矿产业化的“拦路虎”。 “做新工科的基础研究，需要从产业中找问题，再回到产业去解题。”谭海仁2021年创办仁烁光能(苏州)有限公司，将团队积累多年的钙钛矿研究成果进行转化，同年李曼亚加入谭海仁团队，接手柔性钙钛矿课题。 李曼亚研究发现，为了修复钙钛矿薄膜制备过程中的缺陷，学术界开发过多种添加剂，但通常做法是将添加剂提前混入钙钛矿溶液中。“问题就在这里，添加剂是用来修复缺陷的，应当在缺陷出现以后再用。” 这名天津姑娘用摊煎饼的过程打了个形象的比方——钙钛矿溶液就像面糊，摊到“鏊子”上以后，溶液在高温作用下蒸发，钙钛矿结晶，晶体不断生长，缺陷随之产生，导致钙钛矿薄膜和煎饼一样出现裂纹甚至孔洞。 李曼亚尝试先放钙钛矿溶液，在气体淬火条件下，趁钙钛矿薄膜表面仍湿润时放添加剂，实现精准修复缺陷的目的，改善薄膜平整度相关实验2023年在南京大学仙林校区的实验室顺利完成。 然而，要制造出面积更大的柔性钙钛矿光伏电池，还不能简单套用实验室工艺。基板平整度、涂层速度、气体流量的微小波动，都会干扰薄膜成品质量。于是，2023年南京大学与仁烁光能共建“钙钛矿光伏校企联合实验室”，双方互派人员、联合办公，每日会商总结。 谭海仁告诉记者，这两年，他和李曼亚等团队师生经常往返于南京和苏州，到企业车间测试工艺，发现问题以后，再回高校实验室，探索解决方案。 今年，校企联合团队成功将原位涂层技术转移到工业级狭缝涂布设备上，实现宽带隙钙钛矿薄膜在800多平方厘米的柔性基板上一次成型。 谭海仁表示，下一步团队将继续深化“基础研究突破-中试放大-产业转化”的校企协作模式，尝试生产面积更大、光电转化效率更高的柔性钙钛矿光伏电池，推动该技术加快成熟，早日迈入市场。
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  • 《效率突破25.2% ——新的硅-钙钛矿太阳能电池组合技术》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：wukan
    • 发布时间：2018-07-03
    • 　　硅一直是太阳能电池技术的首选材料，因为其具有价格低廉、稳定且高效等特点。一个不幸的消息是，硅太阳能电池的转换效率正快速接近其理论极限。不过，将其与其他材料配对可能有助于突破该上限。 　　现在，瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)的研究人员已经开发出一种新的硅和钙钛矿太阳能电池组合的技术，在他们的研究报告中提到，该种电池的研究室效率已经突破了25.2%的效率纪录——这是这种太阳能电池组合技术的全新记录。 　　目前市场上的硅太阳能电池效率最高可达20%到22%，这并不差，但并不能使该技术有更大的发展空间。近年来，钙钛矿作为一种理想的替代品，其效率从2009年的3.8%提高到2016年的 20%以上。尽管如此，因为它的价格比普通硅太阳能电池贵，并且具有其自身的效率上限，商业化程度并不算高。 　　在一个太阳能电池中使用钙钛矿和硅可能有助于发挥这两种材料的优势。钙钛矿在将绿光和蓝光转换为电能方面效果更好，而硅专用于红光和红外光，因此它们可以捕获更宽的光谱范围。 　　研究的作者Florent Sahli和Jérémie Werner表示，通过结合这两种材料，就可以最大限度地利用太阳光谱并增加发电量，目前研究中所做的计算和工作表明，应该很快就能实现30%的效率。 　　该团队的新型硅-钙钛矿太阳能电池已经实现了25.2%的效率。这超过了2015年研发的由单晶硅太阳能电池和钙钛矿型太阳能电池层叠而成的串联结构的太阳能电池，那时其效率仅为13.7%。 　　这些串联电池的主要障碍在制造过程中。通常，钙钛矿将作为液体沉积在表面上，但硅的质地使其变得困难。硅电池的表面由大约五微米高的大量“金字塔”结构组成，这种结构可以更好地捕捉和吸收光线。 　　Sahli表示，到目前为止，制造钙钛矿/硅串联电池的标准方法是弄平硅电池的“金字塔”，但这会降低其光学性能，并因此降低其性能。而之后将钙钛矿电池沉积在其顶部这一步，还增加了制造过程的步骤。 　　在这项研究中，科学家首先使用蒸发来创建覆盖“金字塔”的无机基层。然后，通过旋涂将液体有机溶液加入，其渗入基层的孔隙中。最后，团队将衬底加热到150°C(302°F)，这样钙钛矿就会在顶部结晶，形成覆盖整个硅表面的薄膜。 　　研究人员表示，这个过程相对简单，只需几个额外的步骤就可以结合到现有的生产线中。这将有助于新的串联电池生产，而不会使成本过高。 　　该研究发表在《自然-材料》杂志上。
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