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2021年4月23日 星期五
长城汽车光伏重大突破,打响与比亚迪的“光伏之战”
所属分类:新闻资讯
来源:OFweek太阳能光伏
作者:Watson
更新日期:2021-04-07

近日,无锡极电光能科技有限公司(下称“极电光能”)宣布在大面积钙钛矿组件效率上取得了突破性进展。

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 图片来源:日本电气安全环境研究所

据悉,极电光能制备的钙钛矿光伏组件,经过全球权威测试机构JET(日本电气安全环境研究所)严格检测,达到了20.5%的光电转换效率,为目前全球范围内大面积钙钛矿组件效率的最高纪录,对于光伏未来发展有着重要意义。

何为钙钛矿太阳能电池?

资料显示,自太阳能电池被发明以来,大致经过了三个阶段。第一代太阳能电池主要指单晶硅和多晶硅太阳能电池,就是现在我们常见的太阳能电池;第二代太阳能电池主要包括非晶硅薄膜电池和多晶硅薄膜电池。第三代太阳能电池主要指具有高转换效率的一些新概念电池, 如染料敏化电池、量子点电池以及有机太阳能电池等。

钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。

作为第三代太阳能电池,钙钛矿电池具有转换效率上限高、成本低廉等优势。

转换效率方面,目前效率最高的晶硅太阳能电池转换效率为24%左右,组件效率为21%左右。钙钛矿电池转换效率在25%左右,组件最高效率就是极电光能的20.5%,两者差距并不大。

而在成本方面,即便现在晶硅太阳能电池已进入平价时代,成本也比钙钛矿电池要高出许多。尤其是在硅料消耗上,钙钛矿电池的硅消耗量还不到晶硅电池的百分之一。如果钙钛矿电池已经量产的话,完全不必担心硅料供不应求的问题。

钙钛矿电池的“阿喀琉斯之踵”

在拥有如此明显优势的情况下,钙钛矿电池依然没能撼动晶硅太阳能电池的地位,甚至并不为人熟知,自然其缺陷也是非常明显。最为重要的两点就是稳定性差和无法大面积制备。

稳定性方面,钙钛矿电池积极怕“湿”,在潮湿环境下容易分解,进而影响到其使用寿命。目前钙钛矿电池的寿命多在1000小时左右,而晶硅太阳能电池的工作寿命为20-25年,根本不可同日而语。太阳能电池板工作环境较为恶劣,钙钛矿电池不稳定的缺点,对其发展存在极大的影响。

制备方面。在光伏持续降本增效的情况下,大尺寸组件已成为趋势,182和210组件市场份额也在不断提高。但钙钛矿电池的高效,只能体现在小尺寸上,一旦面积变大,其效率就会快速下降。

之所以会出现此种现象,主要是因为在晶体生长过程中,会出现密度不一,不够整齐,相互间存在孔隙的情况,导致其转换效率降低。

这两点可以说是钙钛矿太阳能电池的“阿喀琉斯之踵”,导致其一直无法大规模量产,而我们看到关于钙钛矿电池的消息,基本都是某科研团队取得了一定的进展,并非企业的量产进展。

钙钛矿电池进展

针对钙钛矿太阳能电池存在的问题,很多科研团队都付出了极大的心血和时间,希望能让其早日实现量产,助力光伏产业发展。仅是2021年,就有很多科研团队宣布了自身取得的成果。

今年一月,冲绳科学技术研究所(OIST)的戚亚冰研究团队利用一种减少缺陷的新制造技术,制造出稳定性和效率都有所提高的大面积钙钛矿光伏组件,不过其有效面积仅为12平方厘米。

近日,来自西北工业大学黄维院士团队、南京工业大学教授陈永华团队的努力下,成功用一种多功能“离子液体”作溶剂替代传统有毒有机溶剂制备钙钛矿光伏材料,最终成品转换效率达到了24.1%,跟目前领先的硅基太阳能电池保持在同一水平。

在长时间的观察和记录后,发现其在未封装,且在85 ℃持续加热和持续光照下500小时的条件下,依然能保持其初始效率的80%和90%,表现非常优异。

由此可见,国内外很多科研团队都在致力于钙钛矿电池的研究,不过主要集中在电池的稳定性方面,尺寸上还是受到了一定的限制。

本次极电光能的突破,在于其不仅是钙钛矿电池,而是钙钛矿组件转换效率达到了20.5%,与目前转换效率最高的晶硅太阳能电池差距并不大,且尺寸达到了63.98平方厘米,距离商业化量产也更近了一步。

长城汽车的新能源布局

资料显示,极电光能成立于2020年4月13日,法定代表人为杨红新,经营范围涉及太阳能发电技术服务等。看起来较为普通的公司,是如何在不到一年时间里,就拿出了让业内震惊的成果呢?

这就要从极电光能背后的控股公司开始说起。据企查查数据显示,极电光能是保定市长城控股集团有限公司(下称“长城控股”)旗下全资孙公司,通过保定市瑞茂企业管理咨询有限公司进行控股。

长城控股则是我们非常熟悉的汽车制造商,旗下拥有哈弗、WEY、欧拉和长城皮卡四个整车品牌,任何一个品牌在各自细分领域都有一定地位。

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 图片来源:企查查

此外,保定市瑞茂企业管理咨询有限公司还有未势能源科技有限公司和蜂巢能源科技有限公司两个子公司,分别属于氢能和动力电池企业。

由此可以发现,长城控股在燃油车领域取得了卓越的成绩之后,还大力在新能源领域展开布局。并分别在氢能、光伏和动力电池三个领域同时入手,没有做选择题。

车企的“光伏之战”

在“碳中和”的目标之下,车企“换道”新能源已是行业共识,光伏也是车企重点发展领域。美国三大汽车制造商之一的通用汽车,早在2011年就已进军光伏;特斯拉在2016年进入光伏市场,旗下的太阳能屋顶和Powerwall电池系统在近期发生的美国德州断电事故中名声大噪。

国内,在光伏领域取得突出表现的车企,除了前文提到的长城,还有我们非常熟悉的比亚迪,旗下的光伏产品还是主流的晶硅太阳能电池,早已上市销售多年,虽然不及隆基股份、晶科能源等龙头企业,也有一定的市场地位。

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 图片来源:Greener

据能源研究机构Greener公布的数据显示,2020年巴西光伏组件进口量排名统计中,比亚迪排名第五,力压隆基和晶澳科技等龙头企业,可见其在海外市场的受欢迎程度。此外,比亚迪在动力电池上的造诣也蜚声海外。

比亚迪和长城汽车,两者都是我国知名车企,在汽车领域是各有特色,也为中国汽车工业发展作出了突出贡献。这次在光伏领域狭路相逢,又是谁将作出更大贡献呢?

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