中國粉體網(wǎng)訊 在可持續(xù)發(fā)展浪潮中,,太陽能光伏作為清潔可再生能源,,正引領(lǐng)能源領(lǐng)域變革,。技術(shù)的持續(xù)革新,,讓太陽能光伏產(chǎn)業(yè)化前沿技術(shù)蓬勃發(fā)展,,為全球能源轉(zhuǎn)型注入新希望,。
進(jìn)入二十一世紀(jì),,中國光伏飛速崛起,,在晶硅太陽電池及組件,、多晶硅片,、高純多晶硅材料、光伏電站建設(shè)與全產(chǎn)業(yè)鏈降本技術(shù)等方面成績斐然,。特別是2014-2024年我國光伏生產(chǎn)制造端的多晶硅料,、硅片、電池片,、組件規(guī)模較十年前增長超十倍,,實現(xiàn)全球領(lǐng)先,成為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)典范,,在全球競爭中優(yōu)勢盡顯,,產(chǎn)業(yè)鏈安全可控。
太陽電池器件是光伏的核心,,因此電池技術(shù)迭代一直是光伏變革的核心,,高效率、低成本的太陽電池是光伏產(chǎn)業(yè)永恒不變的話題,。在2014-2024的十年里,,晶硅太陽電池技術(shù)經(jīng)歷著從傳統(tǒng)鋁背場電池(Al-BSF),,到背鈍化電池(PERC),再到隧穿氧化物鈍化接觸電池(TOPCon),、晶體硅異質(zhì)結(jié)電池(HJT)和背接觸電池(BC)的轉(zhuǎn)變,。
高效電池技術(shù)的突破與創(chuàng)新
TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸技術(shù),英文全稱 Tunnel Oxide Passivated Contact)電池采用選擇性載流原理,,在N型硅襯底電池背面制備超薄氧化硅與摻雜多晶硅薄層,,形成鈍化接觸結(jié)構(gòu),有效減少電子復(fù)合,,提升電池性能,,正步入產(chǎn)業(yè)化階段。
目前,,TOPCon電池的產(chǎn)業(yè)化效率已超過23%,,并且由于其與現(xiàn)有PERC產(chǎn)線具有良好的兼容性,企業(yè)可以通過對現(xiàn)有產(chǎn)線進(jìn)行升級改造,,快速實現(xiàn)產(chǎn)能的提升,。隨著技術(shù)的不斷成熟以及成本的逐步降低,TOPCon電池在市場上的份額正迅速擴(kuò)大,。
HJT 電池,,即異質(zhì)結(jié)太陽能電池(Heterojunction Solar Cell),是一種采用非晶硅和晶體硅材料形成的混合型太陽能電池技術(shù),。它巧妙地將晶體硅材料與非晶硅薄膜相結(jié)合,,極大程度地降低了界面復(fù)合,顯著提升了光電轉(zhuǎn)換效率,。目前,,HJT電池在實驗室中的效率已成功突破26%,產(chǎn)業(yè)化效率也穩(wěn)步向24%邁進(jìn),。這種電池具備工藝溫度低,、雙面發(fā)電性能優(yōu)異等突出優(yōu)勢,能夠大幅提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量,,有效降低度電成本,。
XBC電池即背接觸光伏電池,是當(dāng)前各類背接觸結(jié)構(gòu)晶硅太陽能電池的泛稱,。主要包括IBC,、HBC、PBC,、ABC,、HPBC等。其核心特點是將電池的正負(fù)兩極都放置在電池片背面,,從而使電池正面無遮擋,,增加了有效光照面積,,提升了光伏組件的轉(zhuǎn)換效率。目前,,XBC電池的產(chǎn)業(yè)化效率已超過27%,,晶硅背接觸電池的理論效率極限較高,隨著技術(shù)進(jìn)步,,其轉(zhuǎn)換效率有望進(jìn)一步提升,。
新型光伏材料的崛起
鈣鈦礦材料作為一種新型的光伏材料,近年來在太陽能光伏領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力,。鈣鈦礦太陽能電池具有制備工藝簡單,、成本低、吸光系數(shù)高,、載流子擴(kuò)散長度長等優(yōu)點,,其實驗室轉(zhuǎn)換效率在短短幾年內(nèi)就從最初的不到4%迅速提升至超過25%,增長速度令人驚嘆,。雖然目前鈣鈦礦電池在穩(wěn)定性和大面積制備方面還面臨一些挑戰(zhàn),,但全球范圍內(nèi)的科研團(tuán)隊和企業(yè)都在積極投入研發(fā),尋求解決方案,。隨著技術(shù)的不斷突破,,鈣鈦礦電池有望在未來成為太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,為實現(xiàn)低成本,、高效率的光伏發(fā)電提供新的途徑,。
2025年4月23-24日,由中國粉體網(wǎng),、中粉會展主辦的“2025石英砂在光伏玻璃產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)研討會”將在江蘇南京召開,屆時來自上海交通大學(xué)的沈文忠教授,,將做題為《太陽能光伏產(chǎn)業(yè)化前沿技術(shù)及發(fā)展》的報告,,報告將重點介紹TOPCon、SHJ,、xBC等晶硅太陽電池技術(shù)這幾年的發(fā)展以及沈文忠教授對行業(yè)發(fā)展的觀點,。
沈文忠,上海交通大學(xué)特聘教授,、博士生導(dǎo)師,,1995年6月在中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所獲博士學(xué)位,2000年獲教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授,,2001年主持國家杰出青年科學(xué)基金,,2007年起擔(dān)任上海交通大學(xué)太陽能研究所所長,曾任上海市太陽能學(xué)會理事長,,目前兼任中國光伏行業(yè)協(xié)會咨詢顧問,、上海市太陽能學(xué)會名譽理事長,。長期從事晶體硅太陽電池及半導(dǎo)體光電子物理研究,以第一作者/通訊作者發(fā)表SCI論文400余篇,,授權(quán)國家發(fā)明專利40多件,,出版學(xué)術(shù)專著3部(《太陽能光伏技術(shù)與應(yīng)用》、《硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池物理與器件》,、《鈣鈦礦/晶硅異質(zhì)結(jié)疊層太陽電池》),。獲2019年度亞洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(APVIA)科技成就獎(個人類)、愛思唯爾2020,、2021,、2022、2023年中國高被引學(xué)者,。
參考來源:
國際能源署,;中國粉體網(wǎng)
中國光伏行業(yè)協(xié)會:中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2024-2025年)
沈文忠、李正平:我國光伏技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化將繼續(xù)領(lǐng)跑光伏學(xué)術(shù)專著也將齊頭并進(jìn)
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思)
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