安徽光伏發(fā)電：疊層技術可行嗎？
2020.04.26
疊層技術會是進一步提高光伏電池效率，降低度電成本的有效途徑嗎？應該如何疊層？疊層會成為光伏電池技術的創(chuàng)新之戰(zhàn)？在實際發(fā)電應用中可行嗎？
近日，中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員李永舫在接受中國科學報專訪時表示，疊層技術是進一步提高光伏電池效率，降低光伏發(fā)電成本的有效途徑。他介紹，鈣鈦礦太陽電池與晶硅電池相比，能更有效地利用高能量的紫外和藍綠可見光，而晶硅電池可以有效地利用鈣鈦礦材料無法吸收的紅外光，因此，通過疊層方式組合這些單電池，可以突破傳統(tǒng)晶硅電池理論效率限，進一步提升光伏電池轉換效率。李永舫認為，應該重視在現(xiàn)有晶硅電池生產(chǎn)線技術的基礎上開發(fā)。
鈣鈦礦疊加PERC與HJT，國內都有相關的研究與進展。早在去年，中國科學院大連化學物理研究所薄膜硅太陽電池研究組劉生忠研究員團隊聯(lián)合陜西師范大學楊棟研究員，通過將半透明鈣鈦礦電池與硅異質結薄膜電池結合，組成光電轉化效率達到27.0%的四端鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池。據(jù)了解，該項研究使用了一種簡單低成本的方法制備高導電性、高透光性的透明電，有助于推動半透明電池以及多結/疊層電池的發(fā)展。
今年3月31日，深圳黑晶光電技術有限公司微信公眾號發(fā)布消息稱，黑晶光電新研發(fā)的串聯(lián)型鈣鈦礦/PERC疊層電池轉換率再創(chuàng)新高，在AM1.5標準太陽光譜下達到了24.5%的光電轉換效率。
“太陽能之父”馬丁·格林（Martin Green）教授也認為疊層技術未來更有前途，他更看好PERC電池疊加薄膜電池，他認為該結構會成為高發(fā)電效率電池的解決方案，而重點在于能否找到合適的薄膜材料，他并未明確指出該材料就是鈣鈦礦。
2019年11月，悉尼新南威爾士大學（UNSWSydney）馬丁·格林（Martin Green）教授參加第29屆國際光伏科學與工程會議。馬丁·格林教授一直在思考光伏的下一步發(fā)展方向，以期實現(xiàn)更高的電池效率，同時降低應用成本。馬丁·格林教授在進行主旨演講時表示：“目前異質結技術引起了人們的興趣，這種技術將晶體硅太陽能電池的元件與薄膜技術結合，但效率卻與現(xiàn)有的N型晶硅電池相當，且處理工藝更為昂貴。在硅基PERC電池頂部疊加薄膜太陽能電池，則有可能成為這一問題的解決方案。”
馬丁·格林教授認為，“疊加一個薄膜電池可以將硅太陽能電池的效率從25%提升至35%，而堆疊兩個則可以提升效率至40%以上?！?/span>
不過馬丁·格林教授強調，實現(xiàn)這一技術的重點在于能否找到合適的薄膜材料，這種材料必須元素儲量豐富、性且穩(wěn)定性強。
當然，也不是所有人都看好疊層技術在實際發(fā)電中的應用。蘇民新能源張忠衛(wèi)博士曾在其演講中表示，新型疊層電池（2~3個P-N結串聯(lián)）實驗室固定光譜下的轉換效率很高，但實際地面應用中，由于太陽光譜的多變性會造成各疊層子電池的電流不匹配，從而使實際發(fā)電效率明顯降低，除非每個子電池正負單獨引出（但會明顯增加系統(tǒng)應用的成本和復雜性），需慎重考慮。
