第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛

时间：2022-08-29 10:30 来源：东宸先瑞点击：次

第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛于2022年8月25-26日在常州召开。来自华晟、金刚玻璃、巴鲁夫、晋能、爱康、晶科、国电投、中国华能、纤纳、协鑫光电、极电光能、CSEM、 HORIBA、柯耐士、阿卜杜拉国王科技大学、众森、贺利氏、Monocrystal、捷佳伟创、勤友、大族、弗斯迈、乐普科、南京大学等单位的专家将做重要演讲。

2022年8月1日，中科院官网发布半导体所高效稳定钙钛矿太阳能电池研究进展，中科院半导体所研究员基于获得的高稳定性、光吸收扩展的钙钛矿材料， 研制出认证效率为25.6%的钙钛矿太阳能电池，为目前公开发表的单结钙钛矿太阳能电池世界最高效率。
钙钛矿太阳能电池具有成本低、光电转换效率高等优点，被认为是未来颇具应用潜力的光伏技术之一。经过十多年的快速发展， 钙钛矿单结电池效率已超过25%，基于钙钛矿的多结叠层电池效率已超过30%。
光电转换效率是太阳能电池的核心指标之一，为实现高效率的钙钛矿太阳能电池，常采用可与钙钛矿形成I型异质结能级结构的二次相碘化铅（PbI 2 ）来阻挡载流子在多晶钙钛矿晶界或表面缺陷处复合。此前，中国科学院半导体研究所发现基于二次相PbI 2 的钙钛矿电池较难兼顾效率和稳定性，原因在于PbI2二次相的存在或提供了钙钛矿分解以及离子移动通道，使钙钛矿材料以及电池器件长期稳定性较差，且易产生较大的电滞。因此，如何设计稳定的二次相，既能实现钝化钙钛矿缺陷，又能获得稳定的钙钛矿吸光材料，从而实现既高效又稳定的钙钛矿太阳能电池是当前该领域的重要课题之一。
近日，半导体所研究员游经碧带领团队发现，通过在钙钛矿材料中引入少量氯化铷（RbCl），可将常见的引起钙钛矿不稳定的二次相PbI 2 转化成为全新的热稳定性和化学稳定性好的(PbI 2 ) 2 RbCl （简称PIRC）。
研究实现了85摄氏度条件下钙钛矿材料热稳定性大幅度提升，同时钙钛矿材料的离子迁移势垒提高了3倍，离子迁移得到有效抑制。此外，研究发现通过抑制PbI 2 消除了钙钛矿/PbI 2 界面的强限域导致的能带变大问题，减小了钙钛矿材料的带隙，扩展了对太阳光吸收范围。基于获得的高稳定性、光吸收扩展的钙钛矿材料，该团队研制出认证效率为25.6%的钙钛矿太阳能电池，为目前公开发表的单结钙钛矿太阳能电池世界最高效率。 电池器件1000小时放置和85摄氏度加速老化分别保持初始效率的96%和80%。该工作同时实现了钙钛矿太阳能电池的高光电转换效率和高稳定性，为钙钛矿电池的进一步发展以及产业化奠定了坚实的基础。
相关研究成果以Inactive (PbI 2 ) 2 RbCl stabilizes perovskite films for efficient solar cells 为题，发表在Science上。研究工作得到国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金、中科院创新交叉团队、国家优秀青年科学基金、中南大学、北京市科学技术委员会，以及中南大学、上海同步辐射光源、武汉大学等的支持。

第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛2022会议预告
异质结电池具有转换效率高、制造工艺简单、薄硅片应用、温度系数低、无光致衰减和电位衰减、可双面发电等一系列优势。根据异质结设备厂商2022年6月的最新展望，2024年异质结电池量产效率将超过26%，硅片厚度低于100微米，浆料用量将低于12mg/W并且银含量接近30%，铟用量将低于2mg/W甚至出现完全无铟的异质结电池，异质结钙钛矿叠层电池在全尺寸上效率将突破30%。
2022年中国异质结电池技术研发和产能扩张同时发力。微晶硅工艺的导入进一步提升异质结效率，而银包铜、铜电镀和激光转印的引入将大幅降低异质结成本。2022年6月，隆基M6全尺寸异质结电池效率达到创纪录的26.50%。同月，金刚玻璃启动甘肃4.8GW异质结电池及组件项目。2022年第二季度，华晟已实现2.7GW异质结产能，并启动宣城三期4.8GW双面微晶异质结项目。此外，风电巨头明阳智能盐城一期2.5GW异质结电池项目预计将于年内投产。
钙钛矿电池是极具潜力的下一代光伏发电技术，并正在快速走向市场。2022上半年，纤纳全球首个钙钛矿光伏地面电站开工，并且发布了首款钙钛矿商业化组件。2022年4月，极电光能在300cm²大尺寸钙钛矿组件上实现了创纪录的18.2%转换效率。2022冬奥会期间，应用协鑫光电1米*2米大尺寸钙钛矿组件的project Y钙钛矿小屋亮相张家口。钙钛矿电池面临的挑战主要是稳定性和规模化制造，以及相关测试标准和测试技术的完善。
而全钙钛矿叠层电池，以及钙钛矿与异质结或TOPCon组成叠层电池，有望近期实现30%以上效率。2022年6月，仁烁光能宣布全钙钛矿叠层电池稳态认证效率高达28%，此外，通过可产业化制备技术实现了认证效率21.7%的全钙钛矿叠层电池组件。2021年1月，隆基公布叠层电池专利，包括底电池、空穴传输层、钙钛矿吸收层以及透明导电层。钙钛矿叠层电池整体制作工艺复杂，将为设备和辅材行业带来巨大的市场机遇。
第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛于2022年8月25-26日在常州召开。会议将探讨碳中和背景下光伏行业展望，25%+量产效率的异质结电池结构与工艺优化，异质结电池关键技术与设备，银包铜、铜电镀和激光转印助力异质结降本，大面积工业化钙钛矿电池和叠层电池制造工艺与设备，钙钛矿电池转换效率提升与长期稳定性研究，异质结组件和叠层组件封装技术与封装材料，异质结、钙钛矿与叠层电池的BIPV市场潜力等。

27日，一行邀请参观了昆山协鑫光电，协鑫光电是一家钙钛矿太阳能组件供应商，专注于钙钛矿太阳能组件的研发、生产，为市场提供1m*2m尺寸的太阳能组件，不断提高钙钛矿电池的光电转化效率，降低太阳能电池的成本。

第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛

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