近年来电池技术的创新是越来越快,很多新技术的迭代也是扑面而来,今天要跟大家介绍的是钙钛矿电池,同时炒股1688也跟大家把钙钛矿电池股票名单都整理好了。
钙钛矿电池概念
先简单介绍下钙钛矿电池的概念:
钙钛矿太阳能电池工作原理
光照条件下,钙钛矿材料吸收光子,电子从价带跃迁到导带,随后以极快的速度注入到电子传输层ETL,对应空穴被传输至空穴传输层 HTL;然后电子和空穴被电极收集,接上负载后,电池便可对外做功;电子传输层一 般为n型半导体,空穴传输层一般为p型半导体。
钙钛矿太阳能电池的制备工艺
钙钛矿太阳能电池由多个功能薄膜叠加而成,制备钙钛矿太阳能电池的基本方法是在基底上一层层累置薄膜。
工艺流程为:原料顶电极ITO/FTO入线→激光刻蚀 →清洗→制备第一电荷传输层薄膜→退火/干燥→制备钙钛矿层薄膜→退火烘干→ 制备第二电荷传输层薄膜→退火/干燥→激光刻蚀→底电极制备→激光刻蚀→测试 分拣→封装。
钙钛矿电池的制备难点
- 钙钛矿电池技术的关键工艺环节是制备三个高性能长寿命大面积薄膜层,电子传输层-钙钛矿层-空穴传输层;
- 钙钛矿电池对封装的要求远高于硅基电池,需要做到全寿命隔绝空气密封。钙钛矿遇水、遇氧气,受到紫外线直接照射,就会发生材料改性分解,功能丧失;
- 通过多道激光刻蚀,构建钙钛矿电池中的电路结构,把多个钙钛矿电池串联成组件,封装时还需要第四次激光刻蚀。
钙钛矿材料的优势
- 钙钛矿材料吸光系数很高,常用钙钛矿材料甲氨铅碘(CH3NH2PbI3)的吸收系数10 5cm-1。钙钛矿材料产生的光生电子空穴对数量多,质量好,分离距离很远,寿命很长,不会湮灭。方便了设计较厚的钙钛矿层,更充分吸光;
- 对比硅需要高耗能生产,钙钛矿材料合成方法简单,的材料制造成本相对较低,1GW成本为晶硅的一半;
- 晶硅类对硅料纯度要求99.9999%,钙钛矿材料纯度90%的转换效率20%以上,95%纯度的钙钛矿即可满足需求;
- 具有可设计性,可实现自由调控吸光带隙(1.2~3eV)。硅电池的能带隙难以调控,极限效率29%左右,单层钙钛矿电池理论最大光电转换效率30%以上。带隙可调控为叠层电池创造条件,叠层电池的极限效率有望突破40%。
钙钛矿材料不足
- 大规模制备钙钛矿层技术不成熟。实验室中测试的钙钛矿电池一般小于等于1 cm2。
- 硅基太阳能电池寿命可达到20年以上,目前钙钛矿电池有效寿命还不够长。
钙钛矿叠层太阳能电池
PERC、TOPCon、HJT电池均为单结电池,只有一个PN结,理论极限功率约33%。多结太阳能电池有多个PN结,双结叠层太阳能电池理论极限效率45%,三结叠层太阳能电池理论极限效率49%。叠层钙钛矿电池中,两个钙钛矿太阳能电池串联,光照首先通过宽带隙钙钛矿,高能可见光波段被吸收。剩下的光进入窄带隙底钙钛矿电池,红外光等低能量光子被吸收。不同能量的太阳光成分被充分吸收利用。
我国大面积全钙钛矿叠层电池的世界纪录效率24.2%,通过钝化设计,吸光层增厚和光电匹配实现了世界纪录26.4% 认证效率,首次超过最佳单结钙钛矿电池。
除了全钙钛矿叠层电池,钙钛矿/晶硅叠层电池是另一种有效技术路线。将钙钛矿太阳能电池生长在晶硅电池上,构成钙钛矿电池和晶硅电池的串联结构。
钙钛矿概念股一览
- 协鑫集成:
正在建设 100MW 量产生产线,把组件面积1m*2m,光电转化效率提高至18%以上。 - 杭萧钢构:
子公司合特光电计划2022年底投产首条晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线,规划产能为100MW,目标转化效率28%以上。 - 杭州纤纳科技:
采用独立开发的溶液打印技术,投产了百兆瓦级别钙钛矿太阳能电池alpha组件产线。 - 杭州众能光电:
在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能200MW/年。钙钛矿激光划线刻蚀设备出货50台套,钙钛矿PVD设备出货量30台套。 - 京山轻机:
钙钛矿前段的镀膜设备,已有部分钙钛矿电池设备出货。 - 金刚玻璃:
拥有自主研发的异质结+钙钛矿叠层技术,包含用叠层的方法将钙钛矿材料的薄膜层涂覆异质结电池表面。 - 上海德沪:
为苏州协鑫100MW钙钛矿产线供应大尺寸核心狭缝涂布设备。 - 捷佳伟创:
2022年7月钙钛矿太阳能电池关键量产设备“立式反应式等离子体镀膜设备” (RPD)通过验收。 - 晟成广电:
光伏团簇型多腔式蒸镀设备,具备完全自主知识产权。 - 迈为股份:
钙钛矿激光设备样机。