最近几天,逢人要是不能唠上几句“钙钛矿”,可别说自己是新能源领域投资的弄潮儿。
作为第三代光伏电池新秀,“钙钛矿”热度居高不下,备受各路资金和媒体的追捧,仿佛明天就能一脚踹开发展了60年的老前辈晶硅电池的家门,荣登光伏电池之王的宝座。
钙钛矿颠覆光伏电池领域的这事儿,真的稳了吗?今天富二就给大家掰扯掰扯。
“钙钛矿”,听着拗口,其实一点也不神秘。
它既不含钙,也不含钛,更不含矿,值得是一类晶体结构相同的化合物,化学式简写为:
ABX3,其中A是有机分子,B是金属,X是卤素。注意,A、B、X都可以替换。
所以看出钙钛矿的秘密了吗?它可以通过迭代自己身上的“部件”,疯狂提升光电转化效率。
目前世界上最高的钙钛矿电池转换效率是德国亥姆霍兹中心在年实现的29.80%,距离它年诞生才仅仅过去12年时间。
而晶硅做电池几十年来只能用一种材料,理论转换效率极限则是29.40%。也就是说,晶硅电池的转换效率终点已是当前钙钛矿电池的起点。
除了可以达成惊人的光电转换效率,钙钛矿电池还可以通过选用储量丰富又便宜的材料,在成本上暴击自己的老前辈。
其实晶硅的电池切片做得已经够薄了,厚度在微米以上,而钙钛矿电池的厚度可以低至0.3微米,在原料成本上,仅为晶硅电池的1/20。
在制作环节中,提纯晶硅电池需使用的高纯度多晶硅需要大型的化工装置,而且设备反应温度要在0℃以上;而钙钛矿在这方面要求的条件就没有晶硅那么讲究了,℃以下也行。毕竟在生产新能源装备的过程中也是需要消耗能源,这个投资回报率也是一笔不小的账。
看到这里,你会发现钙钛矿电池这是可以“花小钱办大事”啊,那制作工艺流程肯定不简单吧?恰恰相反,根据协鑫光电的数据,钙钛矿原材料经过加工后直接成组件,一块钙钛矿电池仅需镀膜、刻蚀、封装三个步骤即可完成,耗时约45分钟,也就你看一集《狂飙》的工夫吧。
而晶硅电池一般要经过硅料提纯、硅片制备、电池片制备、电池封装四个独立环节,就算极限操作在一个工厂里完成,也得至少需要3天时间。
高效、便宜、方便,看起来钙钛矿电池已经是所向披靡,大势所趋了。但富二必须公正客观地说,钙钛矿电池的故事绝没有看上去那么完美。
●首先,钙钛矿引以为傲的极高的光电转换效率都是在实验室完成的,搞科研用的电池可能也就是硬币大小,但是你想想记忆中光伏电池长什么样?
那是铺天盖地的规模啊,有人说那把钙钛矿电池做大点不就行了吗?
很不巧,实践证明钙钛矿电池的转换效率,会随着制备面积的增大而严重衰减。看上去简单的镀膜,在量产的时候却极难达到实验室级别的标准。
●第二,我们复习一下,钙钛矿是一种化合物,它的高效来源于自由组合的“配方”,但事实上A、B阳离子与X阴离子通过离子键结合的方式注定是不稳定的,所以钙钛矿电池在耐高温、耐光照、抗水解、抗氧化等方面的能力极差。设想在太阳能资源丰富的高山,草原,沙漠上假如安装上了钙钛矿电池,如此娇贵的“体质”,如何扛得住风吹雨淋呢?
●此外,在目前光电转换效率的竞赛中跑出好成绩的组合结构中,“铅”是一位不可或缺的选手。而面对这样一种对人体,对环境都有极大危害的元素,如何避开它的利刃又是一个不好对付的难题。
从投资的角度来看,一款太阳能电池有没有前景,仅仅