2020开年红 太阳能电池技术大发展

:随着技术的进步，太阳能电池在转换效率和生产技术伤均有突破，前不久王勃华在中国光伏行业2019年回顾与2020年展望中提到我国光伏企业在PERC、TOPCon、异质结、IBC等高效晶硅电池生产技术、薄膜电池技术研发上先后取得突破，并不断刷新世界记录。2019年我国太阳能电池记录上榜17次，并仍有4个记录保持。

2020开年，世界各地的太阳能电池技术取得了大发展：

1、华东理工大学钙钛矿太阳能电池研究获进展

华东理工大学实验室小面积器件的最高光电转化效率已经达到25.2%。为实现商业化应用，还需要解决钙钛矿电池的稳定性和大面积制作问题。基于空穴传输层的p-i-n型的大面积钙钛矿电池(1.02 cm2)和模块电池(36 cm2)分别获得了17.49%和12.67%的光电转化效率。

2、松下轻质钙钛矿太阳能电池组件效率达16.1％

松下公司宣布其生产了一种轻质的30cmx30cm钙钛矿太阳能电池组件，效率为16.01%。该组件的总转换表面积为802cm2，厚度为2mm，特别适合于难以安装常规面板的位置，例如由于重量限制而无法安装光伏系统的屋顶上。松下公司声称，使用喷墨涂料的方法达到了它所谓的创纪录的效率。它还减少了面板重量使用薄玻璃基板。

3、高效稳定的二维层状钙钛矿为钙钛矿太阳能电池商业化铺路

陈永华和黄维团队采用离子液体MAAc作为溶剂，制备了高效稳定的二维层状钙钛矿。陈永华表示，相对于三维钙钛矿，二维层状钙钛矿的优势包括提高的耐湿性、优异光稳定性和热稳定性、超低的自掺杂行为和显著降低的离子迁移效应等。在一个个分子尝试、选择以及器件制备过程中，层状钙钛矿太阳能电池的效率在几个月的时间内就从12%提升到了17%。在经历多次失败之后，效率提升到了18%以上，成为一个破纪录的效率。

4、钙钛矿/硅串联电池效率接近30%

柏林Helmholtz Zentrum（HZB）的一组科学家生产了钙钛矿/硅串联电池，其效率为29.15％，是该技术的新世界纪录。HZB之前保持PS / Si串联电池效率的效率记录为25.5％，此后英国/德国初创公司Oxford光伏进一步推动，到2018年底生产了28％的效率电池。HZB的新记录已由德国Fraunhofer ISE正式认证， 该小组说，现在它将针对该技术的30％的目标。

5、能在夜间工作的反太阳能电池

为了在日落后产生电能，该项目考虑了另一种光伏概念，使用地球作为热源，将夜空用作散热器，从而形成了一个“夜间光伏电池”，该电池采用了热辐射光伏技术和辐射冷却的发展领域。目前，这种系统可产生的电量是太阳能电池板一天产生的能量的约25％。尽管如此，这实际上是可以捕获和使用的“自由”能量，并且在足够大的范围内。

6、新型钙钛矿太阳能电池的转换效率预计接近40％

近年来，太阳能电池在混合钙钛矿太阳能电池中实现了高转换效率。然而，杂化钙钛矿本质上是不稳定的，为了寻找钙钛矿材料的替代品，岐阜大学的Hiroyuki Fujiwara教授研究团队与东京工业大学的Hidenori Hiramatsu和Hideo Hosono教授一起对硫属钙钛矿材料进行了新的研究。这种材料具有巨大的潜力，在钙钛矿/硅串联太阳能电池结构中，其理论最大转换效率高达38％。

7、法国太阳能研究所和Enel宣布异质结太阳能电池效率达到24.63%

法国替代能源和原子能委员会（CEA）的下属部门，国家太阳能研究所（INES）声称，基于标准M2硅片的异质结（HJT）太阳能电池的转换效率能达到24.63%。这一成果是与意大利国有电力公司Enel Green Power可再生能源事业部以及天然气分销商Enel共同实现的。

这家意大利公司表示，基于Enel和INES合作开发的异质结工艺，使用改进的无主栅丝网印刷金属化工艺，并借助瑞士专家Meyer Burger提供的制造设备，双面电池的正面效率得以提高了约0.7%。

8、可持续飞行一年的太阳能飞机完成首次测飞，采用砷化镓太阳能电池

据外媒报道，由BAE Systems子公司Prismatic打造的持久高空太阳能飞机(PHASA-35)在南澳大利亚皇家空军(RAAF)的Woomera测试靶场上空进行了首次全集成飞行测试。

据了解，PHASA-35翼展35米、使用专用的碳复合整体承载结构、重150公斤，得益于砷化镓太阳能电池阵列和锂离子电池系统，该飞行器可以在空中持续飞行长达一年的时间。此外，PHASA-35可以飞到7万英尺（21000米）的高空、实现50-78节（93km/h-145km/h）的飞行速度且可逆风飞行。

9、美国发明新光伏技术用于隔离钙钛矿光伏电池中的铅

日前，美国可再生能源实验室(NREL)和北伊利诺伊大学(NIU)的研究人员开发了一种高效的新兴光伏技术，用于隔离钙钛矿光伏电池中的铅。研究人员通过在钙钛矿电池的正面和背面覆盖铅吸收膜的办法，使得在实验室环境中太阳能电池受到严重损坏的情况下，吸铅膜隔离了96％的铅泄漏。研究人员表示铅吸收膜不影响这种高效新兴光伏电池技术的发电性能。

10、薄膜太阳能电池效率提高至25％

比利时纳米技术研究小组Imec和PERCISTAND联盟的合作伙伴首次使用薄膜太阳能电池实现了25%的能效，与传统硅太阳能电池的能效相当。

协调员Bart Vermang说，在打破纪录之后，该联盟还没有达到薄膜太阳能电池的上限。他补充说，目标是在未来三年内实现30%的能源效率。

从研究结果来看，钙钛矿太阳能电池发展进步空间极大，其具有有更高的光电转换率和低成本等优势，但稳定性仍是一个很大的问题，并含有小量的铅，这两个问题成为各实验室研究解决的重点。接下来钙钛矿还会给光伏行业带来哪些惊喜，让我们拭目以待。