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钙钛矿电池崭露头角或成“游戏规则改变者”

今年4月,七国集团气候、能源和环境部长会议发布《联合声明》称,将“推进钙钛矿太阳能电池等领域的技术革新”,钙钛矿太阳能电池这一能源领域的“新秀”引发强烈关注。

近日,《日本经济新闻》也集结部分专家,对太阳能、风能、核电、二氧化碳回收等5个领域备受瞩目的11项脱碳技术的普及程度进行了评估,结果发现,在即将实现商用的领域中,最引人关注的是下一代太阳能电池——钙钛矿电池,其可能成为能源行业的“游戏规则改变者”。

下一代技术蓄势待发

《日本经济新闻》在报道中指出,当前,钙钛矿电池主要有单结钙钛矿电池和叠层钙钛矿电池。叠层钙钛矿电池指钙钛矿层可堆叠在彼此之上,也可堆叠在传统晶硅太阳能电池之上,形成能吸收更宽太阳光谱的“串联”电池。

据美国《华尔街日报》网站近日报道,单结钙钛矿电池的理论转换效率可达33%,而钙钛矿/硅串联电池的理论转化效率可达43%,都超过单晶硅电池29.4%的理论转换效率。今年6月,阿卜杜拉国王科技大学称,该校研制的钙钛矿/硅串联太阳能电池的转换效率高达33.7%,创下世界纪录。

此外,钙钛矿电池还具有轻、薄、可弯曲等特点,可铺设在传统硅基电池无法覆盖的墙壁表面或列车车顶,操作工序十分简单,且价格几乎减半。东京大学教授濑川浩司的测算显示,到2030年日本钙钛矿电池覆盖的面积最大可达470平方公里,发电能力为600万千瓦,相当于6个核电站。

法兰西岛光伏研究所项目总监格雷戈里·马克表示,钙钛矿层比硅层薄很多,使用的材料减为约1/100。而且,这些材料可在较低的温度下加工,从而节省能源、减少排放。

引国际投资热潮

在全球脱碳浪潮下,硅基电池的性能正在接近其理论极限,钙钛矿太阳能技术已成为众多企业眼中的“香饽饽”。

欧洲PEPPERONI项目于去年11月1日启动,旨在推进欧洲大陆的叠层太阳能光伏电池的制造和产能,重点关注钙钛矿/硅叠层电池,这一项目将持续4年,由“欧洲地平线”计划与瑞士教育、研究和创新秘书处共同资助。

法国光伏组件商Voltec Solar和法兰西岛光伏研究所合作,计划到2030年建设一处规模达5吉瓦的钙钛矿/硅串联太阳能电池“超级工厂”。法兰西岛光伏研究所总经理罗杰·德罗兹多夫斯基-施特雷尔表示,这是一场技术革命,与传统技术目前可实现的最佳效率相比,它不仅能够在光伏组件层面实现30%的效率,还能通过利用回收材料,减少能耗和材料消耗。Voltec Solar公司总经理卢卡斯·韦斯则强调,串联技术将是未来十年的主导光伏技术。据《科技日报》

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