中国“神奇材料”电池突破极限!刷新世界纪录!真的要遥遥领先了

admin 科技生活 2024-09-14 19 0

导语

光伏行业近年来发展的如火如荼,而其中又以电池板技术的发展为最为重要的领域之一。

不仅因为电池板是光伏行业的关键技术,也因为这一领域的技术进步往往会推动整个光伏行业的快速发展。

就在最近,我国经过多年的不懈研发,终于在备受期待的晶硅-钙钛矿叠层电池上迎来了新的突破。

这项新型电池不仅效率高达33.9%,还通过了美国国家可再生能源实验室(NREL)进行的效率认证,从而创下了新的世界纪录。

什么是晶硅-钙钛矿叠层电池?

在我们了解此次打破纪录的这项新型电池之前,需要先明确一下太阳能电池的几种类型。

太阳能电池主要分为三种类型,分别是单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。

其中单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池采用的是硅材料,而薄膜太阳能电池则采用的是非硅材料。

最近几年,薄膜太阳能电池中有一种新型的材料突飞猛进,那就是钙钛矿材料。

钙钛矿也是一种结晶,相对来说比较特殊。

因为其独特的晶体结构,使得钙钛矿能够调节其光学和电学性质,从而在光伏领域大显身手。

根据VSMC数据库中的数据,钙钛矿太阳能电池在效率方面的表现不逊色于传统的单晶硅太阳能电池,并且成本相对低廉。

这使得钙钛矿太阳能电池被认为是光伏技术的未来方向。

在这项新研究中,所使用的晶硅-钙钛矿叠层电池,其原理和名称出入很大,但是并不难理解。

叠层级别比较高,指的是它是一种双层结构,它有两个单元:底部是硅基单元,上面是钙钛矿单元。

在性能方面,这种叠层太阳能电池一定程度上有超高效率这一优势。

将硅基单元和钙钛矿单元融合在一起之后,可以实现两者长处互补,同时最大程度减少各自短处带来的影响,有效提升效率。

如果将这个双层结构细分一下,那么叠层结构内部所使用的材料可以分为四个组件:底层硅组件、顶部钙钛矿组件、底部透明导电组件和透明衬底。

其中底层硅组件采用了单晶硅和多晶硅材料,核心功能是在阳光照射下吸收阳光并转化成能量。

顶部钙钛矿组件则作用于激发光子并接收来自底部硅组件的电子,以此产生能量。

底部透明导电组件用于把底层和顶部组件连接起来,并传输它们所产生或激发的电子。

而透明衬底兼具底部透明导电组件和支撑组件两个作用,既可以让阳光穿透到底部硅组件,也用来支撑叠层太阳能电池。

这种双层结构的叠层电池具有极大的优势,但其制作过程会相对复杂,并且成本也会随之提高,所以目前处于大型生产阶段尚未开启。

我国在叠层电池领域强势崛起!

芯片行业作为我国不够完善的落后产业,在国内实力日渐崛起之后,已经成为榜样,激励其他不够完善的行业奋发向前。

光伏行业同样如此,在我国大力扶持下,国内各大企业如雨后春笋般出现,并在这一过程中逐渐形成了我国光伏企业间的竞争,催生出一股强劲的向上动力。

在众多光伏企业中,有一家企业的发展速度非常快,它就是隆基绿能。

隆基绿能成立于2000年,总部位于陕西省西安市,是一家专业从事光伏生产和销售的企业。

近年来,该企业在科研方面投入越来越多,对光伏产业贡献数十个世界纪录。

如果再次改写晶硅-钙钛矿叠层电池世界纪录,也是情理之中。

其他国内大型光伏企业如天合光能、晶科能源等,也在不断提升自己技术水平和产量,并与隆基绿能一道,在这一领域展现出强劲的竞争力。

这样的趋势不仅让我国光伏产业焕发出新的活力,对全球清洁能源格局产生巨大影响。

在这股向上动力的推动下,我国已经成为全球最大的太阳能产品制造国和出货国。

同时,还将在2026年这一预测时间点前夕,有望成为全球最大的钙钛矿组件供应商。

这一目标一旦实现,将使我国在全球市场中占据重要位置,而到那时,我国相关产品的一半甚至将会销往海外市场。

国际市场对我国光伏产品热切渴望,也让我国有机会以更有利的条件扩展工厂规模,实现生产升级,将更多产品推向市场。

如此一来,预计到时我国钙铝矿组件的产能将达到37吉瓦,从而为其他国际供应商无法企及的高度奠定坚实基础。

打破纪录后的影响与展望。

中国实验室打破纪录后,美国建筑物能提供33.9%更多电力,这意味着美国要买中国最多一年500亿度电,$750亿对中国无疑是一块蛋糕。

这种叠层电池具有很强的灵活性,可以适应不同建筑项目、地形、气候条件等需求,为建筑提供定制化的解决方案。

叠层太阳能还可以完全整合到建筑中,提供一体化设计方案,使建筑物不仅具有美观性和实用性,同时还能产生可再生能源,最大限度减少碳足迹,实现环境可持续性目标。

叠层对建筑物设计将会非常重要,因为它不仅仅是屋顶的问题,而是要考虑整个建筑物一点一滴,不仅提高了可用空间,还提高了建筑物的价值,使得它们对买家更具吸引力。

清洁能源是世界各国都高度重视的新产业,可再生资源也将在这一趋势中发挥越来越大的作用,为人类创造更多便利。

中国实验室改写纪录后的影响将会是巨大的,各国也纷纷加入这个“竞技场”,一场关于清洁能源科技革命正在展开。

随着晶硅-钙钛矿叠层电池的突破性进展,光伏行业正迎来前所未有的机遇和挑战。在全球范围内,清洁能源的需求不断攀升,尤其是在应对气候变化和推动可持续发展目标方面,光伏发电作为一种重要的可再生能源,其价值日益凸显。根据国际能源署(IEA)的数据,预计到2025年,光伏发电将占全球电力装机容量的近30%。这无疑为晶硅-钙钛矿叠层电池的推广和应用提供了广阔的市场空间。

晶硅-钙钛矿叠层电池的高效率特性使其在市场竞争中具备明显优势。33.9%的转换效率,意味着在相同面积下,叠层电池能够产生更多电力。这一数据对比传统单晶硅电池的效率(通常在20%左右)和多晶硅电池(约15%-18%)而言,显得格外突出。如果将叠层电池广泛应用于大型光伏电站,预计每年可为电网提供数十亿千瓦时的清洁电力,进一步降低发电成本,提升经济效益。

叠层电池的灵活性和适应性使其在各种建筑项目中都能找到合适的应用场景。例如,在城市建筑中,叠层电池不仅能够作为建筑外立面的一部分,还可以与建筑设计无缝结合,实现美观与功能的统一。根据市场研究机构的预测,全球建筑集成光伏(BIPV)市场到2027年将达到200亿美元,而叠层电池在这一领域的应用无疑将成为推动市场增长的重要动力。

此外,叠层电池的生产成本虽然相对较高,但随着技术的不断成熟和生产规模的扩大,成本有望逐步降低。根据国家能源局的数据,光伏组件的平均成本在过去十年中已下降超过80%。在此背景下,叠层电池的生产成本也有望通过规模化生产和技术创新实现显著降低,使其在市场上更加具有竞争力。

展望未来,晶硅-钙钛矿叠层电池的突破不仅是技术上的进步,更是光伏产业链的重塑。随着我国在这一领域的不断探索和实践,预计将进一步推动光伏产业的技术进步和市场扩展。这也意味着全球光伏市场的格局将发生深刻变化,特别是在亚洲地区,随着中国、印度等国的快速发展,可能会涌现出更多具有竞争力的光伏企业。

最后,面对这一轮技术革命,行业内各方应积极响应,推动政策的完善与市场环境的优化。政府的支持和投资将是推动叠层电池技术商业化的重要因素。同时,企业应加强研发投入,提升自主创新能力,以确保在这一新兴市场中占据领先地位。

在清洁能源成为全球共识的大背景下,晶硅-钙钛矿叠层电池的突破不仅是我国光伏行业的骄傲,更是全球清洁能源发展的里程碑。面对未来,我们不仅要关注技术的进步,更要思考如何在这一变革中抓住机遇,实现可持续发展。你认为,我国在光伏行业的快速发展是否能带动全球清洁能源的转型?在未来的市场中,叠层电池又将如何发挥其独特的优势?欢迎在评论区分享你的看法。

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