
高效太阳能电池
1、高效钝化接触晶硅太阳电池
据多方测算,光伏发电将于2022-2025间在世界各国分区域分层次的逐步实现平价上网,届时其全生命周期发电成本将低于煤电、核电、风电。晶硅电池是光伏的主要技术,占据约95%的市场份额。晶硅太阳电池即将成为最具高性价比和最主要的可再生能源,是中国及世界能源结构转型的重要推动力量。进一步提高效率、降低成本有利于促进其更大规模的推广应用。然而,晶硅太阳电池的效率提升面临明显挑战。
量产太阳电池效率已接近现有主流生产技术和设备得极限,亟需进行全行业的技术升级。当前主流晶硅太阳电池采用钝化发射极及背面电池(PERC)结构,量产效率大约为22.1%-22.5%;由于受限于背面金属电极接触区域的高复合,其极限量产效率大约在~23.0%左右,因此开发下一代产业用高效钝化接触硅太阳电池技术及其量产装备具有重要的现实意义。
2、钙钛矿/硅叠层太阳电池
面向效率>30%的低成本稳定钙钛矿/晶硅电池的下一代光伏技术,钙钛矿半导体能带可调、高光吸收吸收、高缺陷容忍度,高载流子迁移率等优点,可作为理想的顶电池;晶硅太阳电池是目前光伏市场的最主要产品,带隙较低,适合于底电池;该叠层电池与硅电池工艺兼容性好,只需在原有晶硅电池的制备工艺基础上多3-4道工序完成器件制备,其成本增加甚微,电池效率将突破单结晶硅电池的理论极限,将助力于光伏发电平价上网。
3、异质结太阳电池和新型光电器件
随着低碳能源成为世界发展的大趋势,为减缓温室效应未来15年预计将需要多达10TW的太阳能电力,为当前光伏装机量的约50倍。为了探索经济和环境可持续的方式满足上述巨量需求,光伏科学界与工业界近年来致力于低成本器件制造工艺、高转换效率太阳电池技术的研发。非掺杂异质结技术主要由半导体吸光材料和载流子选择性功能层组成,通过异质界面能带设计来实现光生载流子的分离。不同于传统高温扩散pn结型晶硅太阳电池,非掺杂异质结电池不但可以有效降低掺杂引起的相关光/电损失,从而获得高开路电压以及高转换效率,也可以实现无掺杂、非真空以及低温可溶液加工,具有大幅降低制造成本的潜力,被认为是具有较大研究价值的下一代光伏技术之一。