近日,中国华能自主研发的大面积钙钛矿-晶硅叠层电池取得了重大技术突破,经第三方权威机构认证,其转换效率达到了26.12%(孔径面积1337.4平方厘米)。这一成果标志着华能在钙钛矿电池技术研发领域迈出了坚实的一步,为全球能源结构的转型和绿色发展注入了新的活力。
中国华能作为国内最早开展钙钛矿电池技术研发的能源企业之一,经过十余年的不懈努力,已经建立了系统完善的钙钛矿电池研发、中试和检测分析平台。此次突破得益于华能清洁能源技术研究院的牵头,以及华清钙钛矿光伏技术(北京)有限公司的深入研发。
华能的技术团队通过持续攻关,掌握了大面积高效率钙钛矿及叠层组件制备技术,并率先开展了钙钛矿光伏技术的示范应用。叠层太阳能电池是一种创新的太阳能电池结构,通过将晶硅电池和钙钛矿电池叠加在一起,利用各自的优势,形成一个整体的电池结构,以实现更高的光电转换效率。
光电转换效率是评价光伏技术潜力的核心指标,它决定了在相同条件下太阳能电池能发出的电能多少。传统晶硅电池的光电转换效率已接近29.4%的理论极限,而晶硅-钙钛矿叠层电池则被视为突破这一极限的主流技术方案。其理论效率极限可达43%,具有巨大的发展潜力。
晶硅太阳能电池能够吸收可见光的一部分光谱,而钙钛矿太阳能电池则能够吸收可见光和近红外光谱。两者层叠在一起可以实现光谱互补,充分利用光的吸收和电子的传输,从而提高整体性能。此外,晶硅电池具有较高的电子收集效率,而钙钛矿电池则具有较高的光电转换效率。
这种叠层结构不仅提高了能量转换效率,还增强了电池的稳定性,能够在较长时间内保持其性能。华能此次研发的钙钛矿-晶硅叠层电池不仅在转换效率上取得了突破,还展现出了广泛的应用前景。钙钛矿及叠层组件可应用于集中式电站、光伏建筑一体化和便携式充电等领域。
特别是在光伏建筑一体化方面,钙钛矿电池具有轻、薄、可弯曲等特点,可以铺设在传统硅基电池无法覆盖的墙壁表面或列车车顶,为清洁能源的利用提供了更多的可能性。
此外,华能还在多个场景下进行了钙钛矿组件千瓦级示范系统验证,并建设了国际首个平米级钙钛矿商用组件兆瓦级示范电站。这些示范项目的成功运行,不仅验证了华能钙钛矿电池技术的可靠性和稳定性,也为未来的大规模商业化应用奠定了坚实的基础。