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太陽能電池能效轉換達27.7%,打破能效記錄,未來實現 30% 轉化率

作者:由 行行查 發表于 繪畫日期:2023-01-24

太陽能發電轉化率是多少

隨著技術變得日漸高效和廉價,綠色能源產業中的太陽能光伏面板行業,也迎來了蓬勃的發展。不過近日,澳大利亞國立大學(ANU)的研究團隊,剛剛打破了太陽能電池的能效紀錄。研究人員表示,他們開發的新型鈣鈦礦 - 矽串聯太陽能電池的能量轉化效率,已經達到了 27。7% 。相比之下,目前大多數基於矽材料的商用太陽能電池,轉化效率普遍在 20% 左右。不過鑑於矽和鈣鈦礦都能夠很好地將轉化太陽能,ANU 研究團隊決定將之結合起來。

太陽能電池能效轉換達27.7%,打破能效記錄,未來實現 30% 轉化率

據悉,兩種材料能夠吸收不同波長的光,其中矽材料主要針對紅光與紅外光,而鈣鈦礦主要面向藍綠光。為充分利用這一特性,研究人員將半透明的鈣鈦礦元件,堆疊在了矽元件之上。換言之,太陽光會先被濾除藍綠波段的能量,然後再被吸收紅光與紅外波段的能量。這樣的設計,可以讓頂層設計變得更加高效。這種材料有助於減少鈣鈦礦活性層表面的缺陷,從而提升這類光伏面板的效能。目前研究團隊正在積極提升效率和趕上商業化程序,預計可在 2023 年實現 30% 轉化率的目標。

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太陽能電池主要包括晶體矽太陽能電池和薄膜太陽能電池,晶體矽太陽能電池轉化效率較高、效能穩定,且各個產業環節比較成熟,佔據了太陽能電池市場的主導地位。而晶體矽太陽能電池按照生產工藝不同可分為矽片塗覆型太陽能電池以及PVD 工藝高轉化率矽片太陽能電池,其中矽片塗覆型太陽能電池的生產不使用濺射靶材,目前靶材主要用於太陽能薄膜電池領域。

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太陽能電池是透過標準流程生產出來的標準中間品。晶矽電池都要經過矽片的清洗、制絨、熱擴散、去磷矽玻璃、刻蝕去邊、PECVD鍍減反射膜、絲網印刷電極和燒結等八個過程。近20年來的技術進步主要聚焦在能量轉換效率、產品生產效率以及生產工藝的最佳化,在技術路線上則沿用至今,未發生根本性變革。

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從流程上看,在整個太陽能光伏發電產業鏈中,一共包括矽料、鑄錠/矽棒、矽片、電池片、電池元件、光伏應用系統等6個環節。其中上游為矽料、矽片環節;中游為電池片、電池元件環節;下游為應用系統環節。從全球範圍來看,產業鏈6個環節所涉及企業數量依次大幅增加,光伏市場產業鏈呈金字塔形結構。

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