高效太陽(yáng)能電池發(fā)展進(jìn)程：晶硅-鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)

光電轉(zhuǎn)換效率是評(píng)價(jià)光伏技術(shù)潛力的核心指標(biāo)。目前，傳統(tǒng)晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率已接近29.4%的理論極限，而晶硅—鈣鈦礦疊層電池的理論效率極限可達(dá)43%。晶硅太陽(yáng)能電池能夠吸收可見(jiàn)光的一部分光譜，而鈣鈦礦太陽(yáng)能電池則能夠吸收可見(jiàn)光和近紅外光譜。兩種電池層疊在一起，能夠更充分地利用太陽(yáng)光譜的各個(gè)波段，實(shí)現(xiàn)光譜互補(bǔ)。美能分光光度計(jì)是一款用于測(cè)量ITO、非晶硅、微晶硅等薄膜材料的透過(guò)率、反射率以及吸光度的檢測(cè)儀器，波長(zhǎng)范圍為190～2800 nm，搭配全新控制、數(shù)據(jù)處理軟件為太陽(yáng)能電池效率分析提供了有力支持。

高校太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

太陽(yáng)能電池技術(shù)自誕生以來(lái)已經(jīng)發(fā)展了近兩個(gè)世紀(jì)，作為一種高效、環(huán)保、可再生的能源，在未來(lái)能源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)也變得越來(lái)越重要。

從太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷史來(lái)看，業(yè)界通常將太陽(yáng)能電池分為以下三類：

第一代：晶體硅電池（單晶硅和多晶硅電池）

目前該類電池的技術(shù)成熟度和商業(yè)化水平位居所有太陽(yáng)能電池之首。晶硅電池本身也經(jīng)歷了多次迭代，從最早的鋁背場(chǎng)電池到后來(lái)的PERC電池，再到TOPCon、HJT、XBC電池，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，成為市場(chǎng)當(dāng)之無(wú)愧的主流，如今已接近理論效率天花板。目前晶體硅電池的最高轉(zhuǎn)換效率記錄為26.8%，其理論效率極限可達(dá)29.4%。如何進(jìn)一步突破這一理論極限？未來(lái)的發(fā)展路線是設(shè)計(jì)晶體硅電池和鈣鈦礦電池的堆疊路線。這種堆疊電池預(yù)計(jì)將超過(guò)43%的理論轉(zhuǎn)換效率。

第二代：太陽(yáng)能薄膜電池（非晶硅Si 、銅銦鎵硒CIGS、碲化鎘CdTe）

太陽(yáng)能薄膜電池基于能夠節(jié)省原材料并取得更好的經(jīng)濟(jì)效果。該類電池的理論效率值可以達(dá)到更高的水平，并且重量輕，應(yīng)用領(lǐng)域更加靈活。但是因?yàn)樵O(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度低、材料儲(chǔ)備有限、大面積效率低、膜層透光率低等問(wèn)題，該電池目前難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量生產(chǎn)，市場(chǎng)份額遠(yuǎn)小于晶硅電池。

第三代：新型太陽(yáng)能電池（鈣鈦礦太陽(yáng)能電池PSC、染料敏化太陽(yáng)能電池DSSC、有機(jī)太陽(yáng)能電池OSC、量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池）

該類電池具有原料豐富的優(yōu)點(diǎn)材料儲(chǔ)備豐富，成本低，工藝簡(jiǎn)單，制備靈活。產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?jié)摿薮?，正逐步走向?guī)模化生產(chǎn)。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池于2009年首次生產(chǎn)，其最初的光電轉(zhuǎn)換效率僅為3.8%。隨著材料、結(jié)構(gòu)、工藝等的不斷優(yōu)化，效率記錄在3年左右提高到10%以上，6年左右達(dá)到20%以上。2023年7月，單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的認(rèn)證效率記錄提升至26.1%，逼近今年創(chuàng)下的晶硅電池26.81%的效率記錄。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是采用鈣鈦礦型有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池。其相對(duì)于晶體硅和其他薄膜電池具有顯著的優(yōu)勢(shì)，首先，它更加高效。鈣鈦礦是一種具有高缺陷容限和低熱復(fù)合效率損失的合成材料。因此，它具有高載流子壽命和高理論效率?？梢愿鶕?jù)不同的公式調(diào)整帶隙，可以提高光譜利用率，實(shí)現(xiàn)更高的光伏轉(zhuǎn)換效率。

現(xiàn)有鈣鈦礦技術(shù)路線主要有3條，即剛性單結(jié)電池居多，未來(lái)主要走電站、BIPV路線；柔性電池，走消費(fèi)電子、室內(nèi)光伏、柔性可穿戴設(shè)備路線，占少數(shù)；疊層電池，主要是晶硅玩家入局，與晶硅電池結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率，工藝難度大。

晶硅-鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池

晶硅-鈣鈦礦疊層電池是一種將晶體硅太陽(yáng)能電池與鈣鈦礦太陽(yáng)能電池疊加在一起的結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換效率的提升。一方面，晶硅太陽(yáng)能電池能夠吸收可見(jiàn)光的一部分光譜，而鈣鈦礦太陽(yáng)能電池則能夠吸收可見(jiàn)光和近紅外光譜。兩種電池層疊在一起，能夠更充分地利用太陽(yáng)光譜的各個(gè)波段，實(shí)現(xiàn)光譜互補(bǔ)。另一方面，晶硅太陽(yáng)能電池具有較高的電子收集效率，鈣鈦礦電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。兩種電池層疊在一起，可以充分利用光的吸收和電子的傳輸，實(shí)現(xiàn)效應(yīng)互補(bǔ)，從而提高整體性能。

兩端鈣鈦礦-鈣鈦礦、鈣鈦礦-晶硅、鈣鈦礦-銅銦鎵硒電池電池結(jié)構(gòu)對(duì)比

美能分光光度計(jì)UVN2800

美能分光光度計(jì)支持測(cè)定從紫外區(qū)到近紅外區(qū)的廣范圍波長(zhǎng)區(qū)域的太陽(yáng)光透過(guò)率，為太陽(yáng)電池的效率分析提供了有力支持。設(shè)備采用獨(dú)特的雙光束光學(xué)設(shè)計(jì)，可以完美地校正不同樣品基質(zhì)的吸光度變化，從而可穩(wěn)定地進(jìn)行樣品的測(cè)定，具有測(cè)試范圍廣、精度高以及穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

• 采用雙光源雙檢測(cè)器設(shè)計(jì)，波長(zhǎng)范圍190-2800nm

• 雙光柵光學(xué)結(jié)構(gòu)、有效降低雜散光

積分球直徑可達(dá)100mm，長(zhǎng)期使用不發(fā)黃變性、光學(xué)性能穩(wěn)定

UVN2800分光光度計(jì)操作演示視頻

光伏行業(yè)是一個(gè)以成本為導(dǎo)向的行業(yè)，降本增效是發(fā)展核心，而持續(xù)提升光伏電池的轉(zhuǎn)換效率是降低整個(gè)光伏發(fā)電成本的有效舉措。美能光伏將持續(xù)為客戶提供各種太陽(yáng)能電池工藝制程控制檢測(cè)解決方案，引領(lǐng)太陽(yáng)能電池組件的測(cè)試技術(shù)，降低制造成本并支持中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)！