高效率光伏發電技術

新能源與節能環保

1. 痛點問題

光伏太陽能發電是實現雙碳目標的重要途徑。目前主流的光伏發電技術采用的是晶硅太陽能電池，但是它仍然存在著多種問題。主要包括效率還有待進一步提高；光電轉換效率受光照強度影響大（光照較弱的時候幾乎不發電）；有傾斜角要求不適合用于立面；不便用于需要透光的場合如窗戶等。

2. 解決方案

鈣鈦礦太陽能電池是新一代光伏發電技術的典型代表。鈣鈦礦是一類帶隙可調的材料，因而可以用來制備效率更高的疊層太陽能電池。作為直接帶隙材料，鈣鈦礦光吸收系數高，光電轉換效率不受光照強度影響，而且可以利用散射光發電，因此鈣鈦礦太陽能電池安裝沒有傾斜角要求。此外，還可以制備半透明的鈣鈦礦太陽能電池?；阝}鈦礦太陽能電池的這些特點，可以開發多種形式的太陽能電池新應用場景。本實驗室開發了真空蒸發制備高效率鈣鈦礦太陽能電池的新工藝，并且通過多種方法大幅度提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩定性，結合鈣鈦礦太陽能電池的特點可開發多種應用場景的太陽能光伏電池產品。

合作需求

可行的需求包括：

1、中試驗證和連續化生產線需要場地約800平方米，購置相關的設備需要資金約2000萬元。

2、從事光伏發電和清潔能源相關的企業，可開展合作技術開發和技術轉讓。

本方法制備的鈣鈦礦太陽能可用于高效率光伏電站、建筑物光伏一體化等領域，未來的市場規模將達上千億元每年。

目前已經完成實驗室1平方厘米電池和小模組的研發，接下來將開展中試驗證，檢驗實驗室的工藝放大過程的各種問題以及產品性能檢測，在此基礎上開展連續化生產工藝路線開發和驗證，最后實現大規模量產。

鈣鈦礦太陽能電池的原材料廉價易得，制備工藝多樣，受到學術界和產業界的廣泛關注。相比晶硅太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池在光照強度敏感性、傾斜角要求、透光等方面有顯著的優勢。

鈣鈦礦太陽能電池的商業化處于初級階段，有一定數量的企業開展產業化，但還沒有大規模的商業化產品問世。目前的鈣鈦礦太陽能電池研發企業主要采用溶液法制備鈣鈦礦太陽能電池。該生產工藝存在著溶劑對膜層相互影響以及有毒有害溶劑后處理和不容易在具有陷光結構等粗糙表面制備納米級厚度均勻薄膜等問題。

本研究團隊開發的一整套真空鍍膜制備鈣鈦礦電池的工藝具有跟工業化生產兼容、易于大規模連續化生產，不產生有毒有害揮發性溶劑，且很容易與具有陷光結構的晶硅太陽能電池結合制備疊層太陽能電池等優勢。利用真空鍍膜工藝，本團隊已經取得了1平方厘米鈣鈦礦太陽能電池的世界最高認證效率。并且在提高鈣鈦礦電池穩定性方面有很好的解決方案，申請了相關專利。

發明專利

已申請5項專利。