安徽光伏发电：叠层技术可行吗？

发表时间：2020-12-24  浏览次数：

叠层技术会是进一步提高光伏电池效率，降低度电成本的有效途径吗？应该如何叠层？叠层会成为光伏电池技术的创新之战？在实际发电应用中可行吗？

近日，中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员李永舫在接受中国科学报专访时表示，叠层技术是进一步提高光伏电池效率，降低光伏发电成本的有效途径。他介绍，钙钛矿太阳电池与晶硅电池相比，能更有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，而晶硅电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光，因此，通过叠层方式组合这些单电池，可以突破传统晶硅电池理论效率极限，进一步提升光伏电池转换效率。李永舫认为，应该重视在现有晶硅电池生产线技术的基础上开发。

钙钛矿叠加PERC与HJT，国内都有相关的研究与进展。早在去年，中国科学院大连化学物理研究所薄膜硅太阳电池研究组刘生忠研究员团队联合陕西师范大学杨栋研究员，通过将半透明钙钛矿电池与硅异质结薄膜电池结合，组成光电转化效率达到27.0%的四端钙钛矿-硅叠层太阳能电池。据了解，该项研究使用了一种简单低成本的方法制备高导电性、高透光性的透明电极，有助于推动半透明电池以及多结/叠层电池的发展。

今年3月31日，深圳黑晶光电技术有限公司微信公众号发布消息称，黑晶光电新研发的串联型钙钛矿/PERC叠层电池转换率再创新高，在AM1.5标准太阳光谱下达到了24.5%的光电转换效率。

“太阳能之父”马丁·格林（Martin Green）教授也认为叠层技术未来更有前途，他更看好PERC电池叠加薄膜电池，他认为该结构会成为高发电效率电池的解决方案，而重点在于能否找到合适的薄膜材料，他并未明确指出该材料就是钙钛矿。

2019年11月，悉尼新南威尔士大学（UNSWSydney）马丁·格林（Martin Green）教授参加第29届国际光伏科学与工程会议。马丁·格林教授一直在思考光伏的下一步发展方向，以期实现更高的电池效率，同时降低应用成本。马丁·格林教授在进行主旨演讲时表示：“目前异质结技术引起了人们极大的兴趣，这种技术将晶体硅太阳能电池的元件与薄膜技术结合，但效率却与现有的N型晶硅电池相当，且处理工艺更为昂贵。在硅基PERC电池顶部叠加薄膜太阳能电池，则有可能成为这一问题的解决方案。”

马丁·格林教授认为，“叠加一个薄膜电池可以将硅太阳能电池的效率从25%提升至35%，而堆叠两个则可以提升效率至40%以上。”

不过马丁·格林教授强调，实现这一技术的重点在于能否找到合适的薄膜材料，这种材料必须元素储量丰富、无毒性且稳定性强。

当然，也不是所有人都看好叠层技术在实际发电中的应用。苏民新能源张忠卫博士曾在其演讲中表示，新型叠层电池（2~3个P-N结串联）实验室固定光谱下的转换效率很高，但实际地面应用中，由于太阳光谱的多变性会造成各叠层子电池的电流不匹配，从而使实际发电效率明显降低，除非每个子电池正负单独引出（但会明显增加系统应用的成本和复杂性），需慎重考虑。