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钙钛矿使太阳能电池变得更高效就是它将建筑立面转变为发电机!
发布时间: 2022-09-22 07:45:13 来源:优游彩票娱乐平台 作者:优游彩票下载登录

  开篇送大礼:《钙钛矿光伏-低成本太阳能的未来》,对该电子书感兴趣的朋友请给上方的公众号绿建节能方向标回复关键词“

  按照《世界能源统计年鉴2021》报告,2020年全球总发电为26.82万亿千瓦时,由于受到新冠疫情影响,同比下降0.9%,超过08.09年全球经济危机时的跌幅。其中,煤炭发电全球占比下滑至35.1%,可再生能源在发电量中占比从10.3%增长到11.7%,能源结构得到优化。发电量前五:中国,美国,印度,俄罗斯,日本。其中,咱们中国的发电量约7.779万亿千瓦时,同比增长3.4%,约占全球发电量的29%。

  全球能源电气化是大趋势,所以用电量应该是会增长的。从目前全球政策来看,以后新建煤炭发电基本结束了,所以未来新增的能源电力需求大部分会来自可再生能源,假设每年以3%的增速(根据国际能源署2021全球能源需求增长4.6%,全球电气化时代下,3%应该是保守的),假设目前煤炭能源被新能源替代,其中光伏占70%(国外第三方研究机构数据)。这其中不同的能源不同地区,每年的发电时数是不一样的,所以只能大概取平均值,比如,水电大概3694小时,风电1800小时,太阳能1400小时,火电没找到数据,但我们可以看到火电截止2020年底的全装机容量数据看到是2100GW,所以火电大概是26.82万亿千瓦时*35%/2100=4470小时。

  即到2050年要达到碳中和光伏每年的平均装机量需求,即:111.73+455.94=567GW

  截止2020年底全球光伏累计装机才760GW,可见距离目标还差距相当遥远!光伏的天下,才刚刚开始,所以越到后面装机量会越大,增速明显,确定性高。当然,太阳能电池的晶硅产品本身也是一种高能耗高排放的,所有的太阳能电池都依赖晶硅技术,那也无法真正实现碳中和。我们需要一种低生产能耗、低排放、成本低、可推广性强的新型光伏技术,今天就带大家认识它:钙钛矿光伏技术!

  用于低成本和高效率光伏的有机-无机卤化铅钙钛矿的迅速出现有望影响新的光伏概念。它们的高功率转换效率、通过各种可扩展的沉积技术在玻璃上涂覆钙钛矿层的能力、优异的光电性能和调节透明度和颜色的合成多功能性,使钙钛矿太阳能电池 (PSC) 成为建筑集成光伏 (BIPV) 的理想解决方案) 将窗户或外墙转化为发电机。在这篇评论中,访问了用于 BIPV 应用的 PSC 的独特功能和特性。还讨论了半透明、双面和彩色 PSC 的有源层、夹层和电极的器件工程和光学管理策略。还审查了 PSC 在与 BIPV 相关的条件下的性能,例如不同的工作温度、光强度和光入射角。最近在不同国家进行的 PSC 户外稳定性测试以及 PSC 的可扩展性和部署的其他演示也受到关注。今天也顺带分享一下基于钙钛矿的 BIPV 的当前挑战和未来机遇。

  近年来,房价只有一个方向:上涨。长期以来,国内外房地产市场的趋势都反映在农业用地上,这一发展影响了可再生能源的扩张。随着过去几年发电资产的成本大幅下降,空间因素变得越来越重要。enformer 已经提出了几种利用风能和太阳能发电场新空间的方法。然而,尽可能有效地管理站点以确保负担得起的能源转型同样重要。

  过去几年,光伏行业在这方面取得了很大的成就。2010 年,单晶太阳能电池的效率约为 15%。今天的习惯税率在 20% 到 22% 之间。然而,他们正处于耗尽潜力的边缘。根据美国国家可再生能源实验室 NREL 的数据,纯硅电池(不含阳光集中度)的实验室世界纪录为 26.7%,根据目前的知识理论最大值为 29.4%。

  来自英国牛津光伏公司的研究人员在 2021 年初实现了 29.5% 的效率。科学家们熟知的秘密武器是钙钛矿。像硅一样,这种矿物可以在地壳中找到,但也可以人工生产。大约六年来,国际研究团队一直在试验钙钛矿。快速的进步带来了提高使用钙钛矿的商用光伏组件效率的希望。

  所谓的“串联模块”被认为特别有前途。它们将各种半导体材料相互配合。已发现将钙钛矿和硅晶片结合起来特别有利,因为硅主要将红光和红外光转化为太阳光,而钙钛矿可以将较长频率的光谱(固有地包含更多能量)转化为电能。

  住宅屋顶可以实现的26%转化效率!Oxford PV 多年来一直是钙钛矿太阳能技术的领导者,最近开发了一种串联模块,可以进行大规模生产,该公司声称该模块能够将至少 26% 的入射阳光转化为电能。

  Oxford PV 打算成为世界上第一家进行商业化生产的公司。自 2017 年以来,这家钙钛矿专家一直在哈维尔河畔勃兰登堡经营一家小型制造工厂,并在该工厂进行了小规模测试和优化。该公司扩大了场地,使用于住宅屋顶应用的高效太阳能组件从 2022 年开始下线。

  “勃兰登堡的能力最初不足以解决其他细分市场的问题。我们计划建造一座容量至少为 1 GW 的更大的工厂,有了该工厂,我们可以满足商业和公用事业客户的需求,”首席技术官 Chris Case 告诉 en:former。

  Oxford PV 并不是唯一一家坚信钙钛矿 - 硅串联组件可以为能源转型做出重大贡献的公司:“它们 28% 的效率使它们在经济和环境方面优于纯硅电池,”研究人员 Jan Christoph Goldschmidt 说道。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 的这项技术。他声称预期增加的制造成本很小。Goldschmidt 补充说,尽管如此,这些模块必须持续大约 25 年或更长时间,因为“这对于赢得投资者和资金支持者很重要。”

  然而,尽管使用了钙钛矿,光伏仍然面临环境问题:组件的铅含量。根据 Chris Case 的说法,Oxford PV 也使用了非常少量的铅:“[因此,]我们没有发现客户有任何普遍或强烈的反对意见。高效太阳能电池没有合理的替代品。” Goldschmidt 证实了这一点:“在 Fraunhofer ISE,我们正在探索生产无铅钙钛矿太阳能电池的替代方案,但强烈预计我们至少需要十年时间才能提出可商业化的解决方案。” Goldschmidt 认为模块中的重金属并不是一个真正的问题。

  更是如此,因为就效率而言,仍有很大的改进空间。理论效率为 43%,凯斯声称:“我们有一个将我们的电池提高到 33% 的路线图。” 他认为,从长远来看,40% 是现实的:“在超过 65 年的发展中,硅已经实现了其 29% 的最大潜力的 26.7。我们研究钙钛矿-硅仅六年时间。所以还有很大的上升空间。”

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