术语表 · 光伏
钙钛矿太阳能电池
以具有钙钛矿晶体结构的金属卤化物为吸收层的太阳能电池,带隙可调、工艺便宜,效率提升极快。
钙钛矿吸收层的化学式为 ABX3:A 是有机阳离子或铯离子(甲胺、甲脒、Cs),B 通常是铅或锡,X 是卤素(碘、溴、氯)。调整卤素配比,带隙可在约 1.5 到 2.3 eV 之间调节。薄膜可以在低温下用溶液法或气相法沉积,所需能耗可能只是硅片的一小部分。
单结效率从 2009 年的 3.8% 升至 2025 年认证实验室电池的约 26–27%(NREL 最佳研究电池效率图),进步速度是其他任何光伏材料都比不上的。最有前景的路线是钙钛矿/晶硅叠层:宽带隙钙钛矿顶电池(约 1.65–1.7 eV)叠在晶硅底电池上。2024 年,叠层电池认证纪录达到约 34%(LONGi),超过了晶硅单独约 29.4% 的极限。
商业化的障碍:
- 稳定性:受潮湿、高温、紫外线和离子迁移影响而衰减;户外寿命还要做到能匹配 25–30 年的质保。
- 放大:大面积组件效率落后于小面积电池。
- 含铅:需要封装,并在寿命结束后回收。
2024–2025 年,中国、欧洲和美国的中试线开始小批量出货叠层和单结组件。
相关术语
全部术语 →- 光伏效应
半导体结吸收能量高于材料带隙的光子时,产生电压和电流的现象。
- 异质结(HJT)电池
把 n 型晶硅片夹在超薄非晶硅层之间的电池,电压很高,温度系数低。
- 薄膜光伏
在玻璃、金属或塑料上沉积仅几微米厚吸收层的光伏技术,主要有碲化镉、CIGS 和非晶硅。
- 太阳能电池
通常为带金属电极的掺杂硅片,通过光伏效应把阳光直接转换为直流电的半导体器件。
- 衰减率
光伏组件输出功率在寿命期内每年逐渐下降的比例,晶硅组件一般约为每年 0.5%。