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9月11-13日,由亞化咨詢主辦的2023鈣鈦礦技術(shù)、設(shè)備和材料論壇在常州召開。會議聚焦鈣鈦礦光伏技術(shù)的科研成果、產(chǎn)業(yè)化進展和市場前景等焦點話題,邀請了鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)代表、專家學(xué)者、金融機構(gòu)等一起探討產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,共話光伏美好未來。極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO邵君受邀出席并發(fā)表演講。
邵君博士以《鈣鈦礦光伏組件的產(chǎn)業(yè)化路徑》為題發(fā)表主題報告,全面介紹了鈣鈦礦光伏技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化整體進展情況,并針對鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化面臨的大面積的可靠制備、長期穩(wěn)定性的持續(xù)提升兩大技術(shù)痛點提出了獨到見解。
她表示,鈣鈦礦太陽電池具有效率更高、成本更低、應(yīng)用場景更廣、碳足跡表現(xiàn)更優(yōu)等諸多優(yōu)勢,是最有潛力的下一代新型光伏材料。近年,在產(chǎn)業(yè)同仁以及政策、資本等多方的共同推動下,鈣鈦礦光伏技術(shù)進展“百花齊放”,產(chǎn)業(yè)化速度愈加迅猛,2025年將是鈣鈦礦進入大規(guī)模應(yīng)用的一個關(guān)鍵節(jié)點。
截止目前,國內(nèi)已有包括極電光能在內(nèi)的三條百兆瓦級中試鈣鈦礦產(chǎn)線落地,后續(xù)還有多條產(chǎn)線也在相繼建設(shè)中。依托中試產(chǎn)線平臺,各種不同的工藝和技術(shù)正在進一步接受檢驗與持續(xù)優(yōu)化。業(yè)內(nèi)常見的鈣鈦礦薄膜的制備方法有一步法和兩步法。一步法指的是一步溶液涂布法技術(shù),是業(yè)內(nèi)最常用的制備方法,制程簡單,但薄膜結(jié)晶過程受環(huán)境影響大,量產(chǎn)挑戰(zhàn)較大。兩步法則是真空蒸鍍和溶液涂布相配合的一種技術(shù)路線,工藝窗口相對比較寬,更利于連續(xù)的面積放大。
縱觀行業(yè),依托工藝的不斷進步、材料體系的快速開發(fā),鈣鈦礦大面積制備的效率和穩(wěn)定性都取得了穩(wěn)步提升。目前,在小電池(<0.1cm2)的實驗室轉(zhuǎn)化效率突破到26.1%,以極電光能為代表的商用尺寸鈣鈦礦組件(7200cm2)全面積效率也已突破17%,并且年底有望達到18%。在穩(wěn)定性方面,研究表明,通過適當(dāng)封裝的鈣鈦礦光伏器件表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性,可以通過IEC61215及IEC61730標(biāo)準(zhǔn)的全套序列測試,并且已有相關(guān)鈣鈦礦企業(yè)取得了第三方機構(gòu)檢測的穩(wěn)定性認證,顯示了近年來鈣鈦礦組件在穩(wěn)定性方面的快速突破。
“產(chǎn)業(yè)化之路初見成效,但鈣鈦礦技術(shù)要實現(xiàn)商業(yè)化,還需面臨大面積的可靠制備和長期穩(wěn)定性的持續(xù)提升兩大挑戰(zhàn)”邵博士表示。對此,極電光能早在2021年便前瞻性的推出了“極創(chuàng)+”整體解決方案,包含“原位固膜”制備技術(shù)和界面鈍化與缺陷控制技術(shù)、穩(wěn)定的材料與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計體系三大技術(shù)創(chuàng)新。開創(chuàng)性地用“原位固膜”規(guī)避了常規(guī)一步溶液法的工藝缺陷,使得鈣鈦礦膜層制備在可控條件下發(fā)生,可實現(xiàn)高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的面積連續(xù)放大;通過獨有的鈍化劑和原位緩沖層技術(shù),有效地抑制了鈣鈦礦內(nèi)部和界面缺陷的形成,改善能帶匹配,提高鈣鈦礦電池效率和穩(wěn)定性;采用無甲胺鈣鈦礦材料體系,確保長期戶外光熱穩(wěn)定,模擬計算出最佳配比,并添加了獨創(chuàng)的穩(wěn)相劑和鈍化組分,從材料角度保證了鈣鈦礦組件的穩(wěn)定性、高效率以及大面積制備的可實現(xiàn)性。
經(jīng)過兩年多從實驗室到中試產(chǎn)線對技術(shù)工藝的論證、打磨與優(yōu)化,“極創(chuàng)+”技術(shù)體系日趨成熟,關(guān)鍵性能指標(biāo)均取得持續(xù)性的提升。組件從小尺寸(面積10-200cm2)到大尺寸(面積大于800cm2)再到商用尺寸(7200cm2)鈣鈦礦組件,均實現(xiàn)了在面積放大的同時仍然具有引領(lǐng)行業(yè)的轉(zhuǎn)換效率,體現(xiàn)了極電光能制備技術(shù)的可靠性。在穩(wěn)定性上,極電光能810cm2的小試組件已經(jīng)取得IEC61215(2021版)穩(wěn)定性測試認證,7200cm2鈣鈦礦量產(chǎn)組件也已通過IEC61215、IEC61730的加速老化全套測試。同時,極電光能也在推進產(chǎn)品的野外電站監(jiān)測工作。
隨著技術(shù)工藝的日益精進、產(chǎn)品的加嚴(yán)認證、更多野外電站監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集分析,未來兩年鈣鈦礦組件的綜合性能將會得到全面提升,預(yù)計到2025年轉(zhuǎn)換效率將達到21%,市場對穩(wěn)定性的質(zhì)疑也將逐漸消失。屆時,鈣鈦礦光伏組件將全面進入商業(yè)化應(yīng)用階段。
極電光能作為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化全球引領(lǐng)者,未來將持續(xù)向鈣鈦礦的商業(yè)化發(fā)起挑戰(zhàn)。持續(xù)強化產(chǎn)品的創(chuàng)新力、競爭力與生產(chǎn)力,充分發(fā)揮行業(yè)領(lǐng)軍作用,用科技硬實力推動產(chǎn)業(yè)進步,助力國家雙碳目標(biāo)的早日實現(xiàn)。