当前位置: 首页 » 风电资讯 » 风电百科 » 正文

光伏行业深度研究:分布式电站成蓝海,钙钛矿或推动BIPV爆发

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-11   来源:风电叶片   作者:风电招聘   浏览次数:104
核心提示:(报告出品方/作者:东北证券,王小勇、庄嘉骏、陈基赟)1. 由特斯拉光伏屋顶说开去——分布式电站有望成为蓝海1.1. 降碳是国际共识,光伏发电为清洁能源主力随着温室效应危害显现,减少碳排放、实现碳中和成为国际共识。根据 2015 年达成 的《巴黎协定》,全球各国家与地区将共同努力,争取将全球气温的升幅限定在比工 业化前水平高 2℃以内,为此各国必须每五年提交一份经修订的减排计划,即由各 国家决定的减排贡献。2020 年各国家与地区做出了最新的减排承诺。其中,美国、 日本、韩国、欧盟等承诺 2050 年实现

   

(报告出品方/作者:东北证券,王小勇、庄嘉骏、陈基赟)1. 由特斯拉光伏屋顶说开去——分布式电站有望成为蓝海1.1. 降碳是国际共识,光伏发电为清洁能源主力随着温室效应危害显现,减少碳排放、实现碳中和成为国际共识。
根据 2015 年达成 的《巴黎协定》,全球各国家与地区将共同努力,争取将全球气温的升幅限定在比工 业化前水平高 2℃以内,为此各国必须每五年提交一份经修订的减排计划,即由各 国家决定的减排贡献。
2020 年各国家与地区做出了最新的减排承诺。
其中,美国、 日本、韩国、欧盟等承诺 2050 年实现碳中和,中国、沙特阿拉伯承诺 2060 年实现 碳中和,印度承诺 2070 年实现碳中和。
光伏发电已具经济性优势。
全行业降本增效下,我国商业侧光伏的平准化度电成本 已经接近燃煤标杆基准电价水平,光伏发电已成为技术成熟、成本领先的清洁能源, 大规模应用已经具备现实的经济性。
目前行业内技术迭代迅速,降本增效趋势明显, 未来经济性有望进一步增强。
我国太阳能资源丰富,陆地太阳能的理论储量高达 186 万 GW。
我国现行的国家标 准《太阳能资源等级-总辐射》将太阳能总辐射年辐照量划分为 A、B、C、D 四个等 级;其中 A 级主要是青藏高原、甘肃北部、宁夏北部等地区;B 级主要是山东、河 南、广东南部等地区。
根据国家气象科学数据中心的信息显示,我国陆地太阳能的 理论储量高达 186 万 GW,有 2/3 的地区年辐射量大于 1400kWh/㎡ ,属于太阳能资 源 A 级或 B 级。
国内外光伏新增装机预期在高基数基础上继续保持增长。
根据 CPIA 的预测,我国 2022 年新增装机预计在 75GW~90GW 范围,2025 年 90GW~110GW,预测中值 4 年 CAGR4.9%;全球 2022 年新增装机 195GW~240GW,2025 年 270GW~330GW,预测中值 4 年 CAGR8.4%。
1.2. 企业对光伏发电重视程度高涨,特斯拉也不例外企业对光伏发电重视程度高涨,特斯拉也不例外。
在全球降碳浪潮中,光伏发电作 为目前技术成熟、成本领先的清洁能源,行业景气度持续高企,全球企业对光伏发 电重视程度高涨,特斯拉也不例外。
但与众多近年切入光伏发电产业链的玩家不同, 特斯拉从创立初期便确定了长期的光伏发电业务规划。
特斯拉早期便确立了电动汽车+太阳能发电的长期发展规划。
特斯拉汽车公司成立 于 2003 年,由一群工程师创立,他们希望证明电动汽车可以比油车更快、更好。
2006 年 8 月,特斯拉汽车 CEO 埃隆马斯克发布了一篇名为《特斯拉汽车秘密蓝图》 的文章,说明了特斯拉汽车希望帮助消费者实现零排放个人出行的目标,并阐明了 其路线规划:(1)打造跑车;(2)用挣到的钱打造一款实惠的车;(3)用挣到的钱打造一 款更实惠的车;(4)在做以上事情的同时,提供零排放发电的选项。
特斯拉《秘密蓝图》目标难而正确,前三步已于 2016 年实现。
2008 年,特斯拉汽 车生产出高性能电动跑车 Roadster,目前在美售价约 20 万~25 万美元/台;2012 年、 2015 年,相继推出 Model S、Model X,目前在美售价约 10 万~16 万美元/台;2016 年、2019 年相继推出实惠的家用电动汽车 Model 3、Model Y,目前在美售价约 4.5 万~8.5 万美元/台。
尽管特斯拉早期的战略较为宏大,但现在回头看,是一条虽困难 但正确的道路。
2016 年 Model 3 的成功推出,标志着特斯拉 2006 年发布的《秘密 蓝图》中前三步均已实现。
《秘密蓝图-第二部分》指引特斯拉第二阶段发展目标,光伏屋顶位列第一。
2016 年 7 月,马斯克发布了《秘密蓝图-第二部分》,宣布十年前的《秘密蓝图》已经进行到 了最后部分,并阐述了为了加速可持续能源的发展,特斯拉第二阶段的发展目标: (1)创造使用无缝集成蓄电池的极好的光伏屋顶;(2)扩展电动汽车产品线以覆盖所有 主要细分市场;(3)通过大规模的车队学习开发出比手动驾驶安全 10 倍的自动驾驶 能力;(4)让您的汽车在您不使用时为您赚钱。
特斯拉光伏屋顶及储能系统战略意义重大,前景可期。
特斯拉于成立之初目光就不 局限于发展电动汽车,而是志在加速世界向新能源过渡。
2017 年 2 月,特斯拉汽车 公司(Tesla Motors Inc.)正式更名特斯拉公司(Tesla Inc.),更是对外明确表达了其 发展重心不仅在电动汽车之上。
从特斯拉目前的产品线来看,光伏屋顶产品 Solar Roof、Solar Panels 和储能系统 Power Wall、Mega Pack 是特斯拉是承接 2006 年版秘 密蓝图最后一步与 2016 年版秘密蓝图第一步的关键,意义非凡,前景可期。
1.3. 光伏发电应用场景广阔,分布式光伏或迎来历史性机遇位于光伏发电站可分为集中式光伏电站与分布式光伏电站。
其中集中式大面积光伏 通常建在沙漠、戈壁等地区,充分利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源构建 大型光伏电站,通过接入高压输电系统来供给远距离负荷;而分布式光伏一般建在 楼顶、屋顶、厂房顶等地方,较多的是基于建筑物表面,就近解决用户的用电问题,通过并网实现供电差额的补偿与外送。
分布式光伏于新增光伏装机中占比持续提升。
随着光伏发电经济性的提升,光伏发 电相关政策与管理办法的不断完善,分布式光伏发电应用快速发展。
近年来,我国 分布式光伏装机在全部新增光伏装机中占比呈现波动上升趋势;2013 年我国新增光 伏装机 16.3GW,其中分布式光伏仅 0.8GW,占比 6%;2022 年 H1,我国新增光伏 装机 30.9GW,其中分布式光伏 19.7GW,占比达 64%。
分布式光伏电站中,将光伏组件与建筑结合的方案,称为 BIPV 或 BAPV。
BIPV (Building Integrated Photovoltaic)指光伏建筑一体化,又称为“建材型”太阳能光 伏建筑。
BAPV(Building Attached Photovoltaic)指附着于建筑物上的光伏发电系统, 又称为“安装型”太阳能光伏建筑。
BAPV 通常通过简单的支架实现安装,可以后 期加装,不改变建筑外观,与建筑物原来的功能没有冲突。
BIPV 在前期设计时已经 将光伏组件内置在建材中,一体化程度更高,通常外观也更简洁美观。
屋顶和幕墙是分布式光伏的主要应用场景。
屋顶受光照时间较长,能充分利用当地 日照资源,后期加装 BAPV 具有较高的可行性,能够有效盘活存量屋顶闲置资源。
幕墙是建筑的外墙围护结构,非承重,是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果 的轻质墙体,由面板和支承结构组成,因存量改造难度大成本高,主要应用场景为 新建 BIPV。
我国以整县推进协调屋顶资源开发屋顶光伏。
2021 年 6 月,国家能源局印发了《国 家能源局综合司关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,要 求各地区积极协调落实屋顶资源,以整区、街道、镇、乡等方式进行开发建设,其 中:(1)党政机关屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 50%;(2)学校、医院等 公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 40%;(3)工商业厂房屋顶总面积 可安装光伏发电比例不低于 30%;(4)农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不 低于 20%。
欧盟太阳能战略积极倡议开发屋顶光伏。
2022 年 3 月,欧盟鉴于俄乌战争提出 REPowerEU 方案,计划加速发展清洁能源,提高能源独立性,在 2030 年前摆脱对 俄罗斯燃料进口的依赖。
2022 年 5 月,欧盟发布太阳能战略,提出包括充分开发屋 顶太阳能,试点车载光伏等举措,其中,对以下建筑物提出强制安装太阳能屋顶的 要求:(1)自 2026 年起,所有新建的、实用楼层面积大于 250 平米的公共建筑和商 业建筑;(2)自 2027 年起,所有存量的、实用楼层面积大于 250 平米的公共建筑和 商业建筑;(3)自 2029 年起,所有新建住宅。
分布式光伏或迎来历史性机遇。
分布式光伏发电具有应用空间宽广,靠近用户端可 节约输配电损耗等优势,随着技术发展和电网建设更趋完善,发展前景广阔。
2022 年 3 月,住建部印发《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》,提出到 2025 年, 全国新增建筑太阳能光伏装机容量 50GW 以上,完成既有建筑节能改造面积 3.5 亿 平方米以上,建设超低能耗、近零能耗建筑 0.5 亿平方米以上。
在全球降碳和能源 自主趋势下,我们认为各个国家和地区也还将不断推出相关政策,鼓励新建建筑和 翻新工程中应用分布式光伏发电系统,分布式光伏或迎来历史性机遇。
1.4. 特斯拉 Solar Roof v3.5 或于 2022Q4 推出,有望加速 BIPV 发展特斯拉于 2016 年切入光伏业务,目前产品线布局完整。
2016 年 10 月,特斯拉与 Solar City 在洛杉矶共同发布 Solar Roof。
2016 年 11 月,特斯拉以 26 亿美元对价收 购原先在纳斯达克上市的 Solar City 并实现私有化,完成对 Solar City 的整合。
Solar City 成立于 2006 年,总部位于美国加利福尼亚州,于 2012 年 12 月在纳斯达克上 市,主营光伏发电系统、光伏板电池管理系统及相关软件服务等,主要创始人是马 斯克,和两位马斯克的表亲,彼特·里夫(Peter Rive)和林登·里夫(Lyndon Rive) 兄弟。
目前,特斯拉光伏业务包含 BIPV 产品 Solar Roof、BAPV 产品 Solar Panels、 家用储能产品 Power Wall 和工商业储能产品 Mega Pack,产品线布局已较完整。
特斯拉 BIPV 产品 Solar Roof v3 推出之初被寄予厚望。
2019 年 10 月,特斯拉推出 第三代光伏屋顶产品 Solarglass Roof,又称 Solar Roof v3,CEO 马斯克表示特斯拉 有能力每周交付 1000 个光伏屋顶,广受市场关注,一度被认为是特斯拉光伏业务发 展拐点。
若实现周交付 1000 个屋顶,按 10KW/户,2USD/W 测算,则年装机规模 可达 520MW,年营收贡献可达 10 亿美元。
交付能力受限,Solar Roof v3 业务发展不及预期。
Solar Roof v3 开售后整体销量表 现大幅低于预期,其主要原因或是受制于供应链压力,交付时间一再延长。
2020 年 2 月,特斯拉弃用 Solarglass Roof 产品名,回归 Solar Roof,马斯克称这是因为 Solarglass 的产品名让人疑惑。
据媒体消息,因供应链方面的问题,自 2022 年 3 月 起,美国各地的特斯拉光伏屋顶业务陆续暂停安装,延迟时间未能确认,特斯拉目 前正抓紧扩大及优化供应商基础。
涨价+自供,缓解部分供应链端压力。
2021 年 4 月,因供应链价格压力,特斯拉曾 大幅上涨光伏屋顶售价,根据 Electrek 的测算,南加州 Solar Panels + Power Wall 的 产品组合在 2021 年售价为 2.31 美元/W,而涨价前仅为 1.96 美元/W,上涨幅度达 17.9%。
目前,特斯拉官网已关闭自助设置房屋参数以获取报价功能,根据部分用户 反馈信息,Solar Panels 等产品涨价或仍在持续。
2021 年 1 月,特斯拉推出自主品牌 光伏逆变器,此前特斯拉光伏产品的逆变器使用的或主要是以色列供应商 Solar Edge、台湾台达集团的产品,自主生产重要部件或有利于降低整体组件成本,缓解 供应端压力。
特斯拉虚拟电厂有助于提高用户端经济性。
2022 年 7 月起,特斯拉先后与 PG&E (加州太平洋天然气与电力公司)和 SCE(南加州爱迪生公司)开展虚拟电厂试点 计划,特斯拉家用储能产品 Power Wall 的用户可以通过 Tesla APP 自愿选择加入虚 拟电厂计划,在加州电网发生紧急情况时,参与需求侧响应,每向电网提供一度电可获得 2 美元的收益(加州电价约为 0.25 美元)。
自 8 月以来,加州多次因高温发 布缺电警报,截至目前已开展多次虚拟电厂测试响应活动,每次响应时长约为 1-3 小时,有用户分享,反向放电每小时可得约 28 美元,最大反向放电功率可达 14KW。
目前,累计超过 4000 个家庭参与了虚拟电厂计划,其中向电网输电最大功率超过 23MW,储备容量约 63MWh,较大程度缓解了电网的供应紧张。
Solar Roof v3.5 或已进入实测环节,交付或在 2022Q4 恢复。
根据美国资讯网站 Electrek 披露的信息,特斯拉去年与德克萨斯州奥斯汀的一个新社区签署了合作协 议,将为新建房屋全面部署 Solar Roof 和 Power Wall 产品。
特斯拉目前已经在其雇 员家中部署 Solar Roof v3.5 进行测试,如果测试顺利,特斯拉或在 2022 年四季度推 出新版本并恢复交付,重点供应奥斯汀等新房项目,新版本或在耐用性和安装简便程度上较 v3 有所改进。
目前,Brookfield 资产管理公司在其网站上已经展示了若干 含有“特斯拉太阳能套件”的新房。
Solar Roof v3.5 的推出有望加速 BIPV 发展。
我们认为,特斯拉 Solar Roof 经过多年 的迭代与验证已日趋成熟,与开发商于新房项目上批量合作是 BIPV 产品走向市场 的高效方案,v3.5 版本或成为爆款产品得以规模化应用,有望推动 BIPV 行业快速 发展,其推出值得期待。
1.5. 中国厂商或充分受益 BIPV 发展大潮特斯拉太阳能业务已于 2020 年开始布局中国市场。
2022 年 2 月,马斯克于推特上 表示太阳能业务将很快进军中国和欧洲市场。
2022 年 3 月,特斯拉中国启动太阳能 屋顶项目组的团队搭建。
2021 年 6 月,特斯拉中国首个光储充一体化超级充电站进 驻拉萨,次月又再布局上海,其通过能量存储和优化配置,可实现本地能源生产与 用能的基本平衡。
已有不少中国企业切入特斯拉太阳能产业链,将受益特斯拉光伏业务快速发展。
根 据上市公司自行披露等信息,亚玛顿是特斯拉光伏屋顶 Solar Roof 的主要供应商, 在特斯拉光伏屋顶玻璃等领域已有长期的布局;秀强股份自 2019 年起接入特斯拉 光伏屋顶项目,前期完成了初步样品确认,目前正根据需求持续对产品进行升级; 隆基绿能供应了少量组件。
国内众多厂商已推出其自主品牌 BIPV 产品,或成为全球范围内有力竞争者。
2019 年 6 月,英利集团在上海 SNEC 光伏展会上发布了 BIPV 产品青砖、黛瓦、琉璃, 覆盖了建筑外墙、屋顶、幕墙等多个场景。
2020 年 8 月,隆基发布首款 BIPV 产品 隆顶,以及智能光伏+解决方案隆行、隆易、隆锦。
固德威、东方日升、天合光能等 企业亦先后推出了其自主品牌的 BIPV 产品,在发电效率、集成储能功能、防水防 火等多种功能上各有侧重和突破。
结合我国在硅料、晶硅组件等光伏产业链重要环 节上的优势地位,我们认为中国自主品牌 BIPV 产品或较特斯拉等海外品牌更具产 业链优势,有望成为全球范围内的有力竞争者。
2. 光伏电池发展之历史辩证法——薄膜电池或重新获得青睐2.1. 薄膜电池曾阶段性占竞争优势,硅基电池是目前绝对主流光伏电池依据半导体材料不同,可分为晶硅电池与薄膜电池两条主要技术路径。
目 前广泛应用的光伏发电系统主要由光伏电池、蓄电池、控制器和逆变器组成。
其中, 光伏电池是光伏发电系统的关键部分。
晶硅电池与薄膜电池工作原理类似,使用材料不同。
依据其用于吸收太阳能的半导 体材料的不同,主要分为晶硅电池和薄膜电池两类技术路径,工作原理类似,均是 利用光生伏特效应将光能转化为电能。
晶硅指硅原子以晶体形式存在材料,根据晶 核长成晶面时取向的异同分为多晶硅和单晶硅,根据导电载体所带电子的正负性分 为 P 型(Positive)和 N 型(Negative)。
薄膜电池指将各种薄膜制备成太阳能电池, 用硅量少或不含硅。
1980 年代非晶硅电池发展迅速,薄膜电池市占曾超 30%。
1976 年,RCA 实验室的 Carlson和Wronski开发出在玻璃衬底上沉积透明导电膜(TCO)的非晶硅薄膜电池; 1980 年,日本三洋电器利用非晶硅电池制成袖珍计算器,并于 1981 年实现工业化 生产;随后薄膜电池进入快速发展期间,其应用领域也扩展至太阳能收音机、路灯、 户用独立电源等。
根据 Fraunhofer ISE 统计,薄膜电池在全球市占率在 1980 年代一 度上升至 30%以上,但之后因技术迭代不及晶硅电池再度下滑。
受益于 First Solar 碲化镉电池进展与硅价高企,薄膜电池市占于 2009 年回升至 15%+。
First Solar 目前是全球最大的薄膜电池生产企业,目前在薄膜电池市场占有率超过 90%,前身是 1986 年成立的 Solar Cell。
First Solar 于 2004 年实现了碲化镉薄膜电 池的量产,推动了薄膜电池行业的快速发展。
另一方面,多晶硅价格持续上涨,根 据海关总署统计数据,从 2004 年均价 14USD/kg 上涨至 2008 年 7 月的 234USD/kg, 涨幅近 17 倍,致使晶硅电池价格一路高升。
双重因素推动下,薄膜电池市占于 2009 年回升至 15%+。
P 型 PERC 单晶硅电池当前主流光伏电池。
自 2011 年以来,随着多晶硅价格回落和 切片技术等制作工艺的成熟,晶硅电池成本不断下降,竞争优势日益扩大,根据 PVNEWS 数据,天合光能 280W 单晶硅电池组件的含税出厂价从 2011 年 6 月的 10 元,持续下降至 2021 年 2 月的 1.52 元。
目前,晶硅电池已占光伏电池市场中绝对 主流,占比约 96%;晶硅电池市场中又以 P 型 PERC 单晶硅电池为主流,根据 CPIA 统计,我国 2021 年 P 型 PERC 单晶硅片出货量在硅片市场占比高达 90.4%。
P 型晶硅电池效率已近理论极限,N 型晶硅电池提效空间不及薄膜电池。
根据 CPIA 统计,我国 2021 年 P 型 PERC 单晶硅片规模化生产平均转化效率约为 23.1%,同比 提高 0.3pct,未来效率提升空间有限。
TOPCon、HJT 等 N 型单晶硅电池理论转换效 率更高,生产工艺与 PERC 高度兼容,但目前成本较高,量产规模较小,未来随着 生产成本和良率的逐步改善,预计是晶硅电池路径的主要的提效方向,但理论效率 上限不及薄膜电池。
2.2. 薄膜电池未来发展潜力巨大,有望重新获得市场青睐晶硅电池现阶段较薄膜电池更具经济性。
薄膜电池目前商用环境中量产转换效率、 产业化成熟度不及晶硅电池,在多数场景下,晶硅电池具有经济性优势。
加之在光 伏产业发展初期,在承重条件好的屋顶资源、适用于地面光伏电站的土地资源充沛, 晶硅电池对环境较严苛的要求未成为实质现值,均是晶硅电池得以率先大规模应用 的原因。
薄膜电池多方面性能都具有优势,较晶硅电池前景更为宽广。
如更轻薄的材质,适 用于承重能力较低的立面与屋面结构;更好的柔韧性,能适用于建筑弧面结构;更 好的弱光性,适用于采光不足的方位和角度;更高的透光性和可定制的颜色,适用 于设计要求较高的建筑;更低的温度系数和热斑效应敏感性,适用于更多样的光热 环境。
碲化镉电池目前在薄膜电池中占绝对主流,First Solar 处垄断地位。
截止 2021 年底, 全球薄膜电池产量 8.28GW,市占率仅 3.8%,处于历史低位,其中碲化镉(CdTe) 电池占比 97%,铜铟镓硒(CIGS)电池产量 245MW,占比 3%。
目前,美国 FirstSolar 在产量和电池转换效率上均处于强势领先状态,市占率超过 90%,近乎完全垄 断;我国中建材、中山瑞科、龙焱能源等厂商近年来也不断通过自主研发取得技术 突破,未来或有机会打破进口依赖;如 2022 年 9 月,龙焱能源就实现了碲化镉组件 量产转换效率 17.19%+最高输出功率 123.73W,和实验室小面积电池转换效率 20.61% 的突破。
钙钛矿转换效率屡创新高,或成为未来主流应用。
钙钛矿电池被认为是第三代光伏 电池的代表,应用前景极具想象空间。
2022 年 6 月,洛桑联邦理工学院和瑞士电子 与微技术中心成功使钙钛矿-硅叠层电池转换效率首次突破 30%,达到 31.3%,根据 美国可再生能源实验室统计信息,这是自 2016 年 8 月以来钙钛矿-硅叠层电池转换 效率纪录的第九次提高,技术发展迅速。
我们认为,尽管钙钛矿电池尚未实现规模 化生产,但凭借其颠覆性的转换效率空间与宽广的应用场景,或推动薄膜电池行业 整体发展,成为未来主流应用,建议密切关注其商业化进程。
3. 技术迭代迅猛,钙钛矿电池或成为主流钙钛矿电池,指基于 ABX3 结构的新兴光伏电池。
钙钛矿指的是分子通式为 ABX3 的化合物,此类化合物最早从钙钛矿石中发现,因而得名。
钙钛矿的英文名 Perovski 则是以俄罗斯地质学家列夫·佩罗夫斯基 ( Lev Perovski )的名字命名。
钙钛矿电池, 指的是以钙钛矿结构的化合物作为吸光半导体材料的新兴光伏电池,一般为立方体 或八面体结构,在钙钛矿电池中:A 离子指有机阳离子,如 CH3NH3 +,位于立方晶 胞中心;B 离子指金属阳离子,如 Pb2 +和 Sn2 +,位于立方晶胞角顶;X 离子为卤族 阴离子,如 I -、Cl-和 Br-。
钙钛矿电池因具有高转换效率,材料和制备成本低等优势, 具有广泛的应用前景。
3.1. 发电效率优势:可设计性强,光电转换效率空间大钙钛矿原料可调整,可设计性强。
钙钛矿因其为化合物,可设计性强。
根据刘璋等 人的研究,钙钛矿能够通过调整原料实现带隙的 1.5~2.3eV 连续可调,光电性能改 良优化空间大。
钙钛矿材料组成方面,根据王爱丽等人的研究,目前主流研究方向 包括甲胺铅卤化物(MAPbX3)、甲脒铅卤化物(FAPbX3)、铯铅卤化物(CsPbX3)和铯锡 卤化物(CsSnX3)。
通过改变钙钛矿材料的组成,钙钛矿电池的颜色也会随之改变, 可用于制备彩色电池,以适用于更多应用场景。
叠层电池突破肖克利-奎伊瑟转换效率极限。
1961 年,William Shockley 和 Hans Queisser 测算出单节太阳能电池的能量转换效率理论极限为 33.7%,该极限被称为 Shockley- Queisser(肖克利-奎伊瑟)极限。
1994 年,Meier 等人首次提出叠层电池 概念,即将不同带隙的电池进行堆叠。
宽带隙电池吸收较高能量光子,而窄带隙电 池吸收较低能量光子,进而拓宽光伏电池对太阳光的吸收范围 ,其理论极限效率最 高可达 69 %。
根据 NREL 统计,目前实验室最高转换效率已达 47.1%,由 NREL 科 学家 John Geisz 于 2019 年六叠层电池创造。
钙钛矿是理想的叠层电池材料,产业化前景可期。
目前叠层电池中应用较多的原料 是砷化镓(GaAs),钙钛矿带隙连续可调,也是实现高效叠层太阳能电池的理想材 料,具有重要应用前景。
2022 年 5 月,南京大学谭海仁团队通过运用涂布印刷、真 空沉积等大面积制备技术,首次实现全钙钛矿叠层光伏组件的制备,经国际权威第 三方测试机构认证,转换效率达 21.7%,面积为 20.25cm2,展示了良好的产业化前 景。
此前,谭海仁团队旋涂技术制备的小面积全钙钛矿叠层太阳电池的转换效率达 到 26.4%。
3.2. 生产制造优势:轻薄、工艺简单、节能、生产周期短吸收效率优异,吸收层轻薄。
钙钛矿光伏电池吸收系数表现优异,使得钙钛矿吸收 层只需要亚微米级(100nm~1μm)厚度,即可产生高密度光生载流子,厚度与远薄 于晶硅电池片,差异近 3 个数量级。
根据 CPIA 数据,2021 年 P 型单晶硅片平均厚 度在 170μm 左右,较 2020 年下降 5μm。
超薄的吸收层能够节约材料消耗,降低 成本,成品也更轻薄,尤其适用于光伏幕墙等 BIPV 产品。
材料

 
关键词: 风电招聘 节能风电
 
[ 风电资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

免责声明:
本网站部分内容来源于合作媒体、企业机构、网友提供和互联网的公开资料等,仅供参考。本网站对站内所有资讯的内容、观点保持中立,不对内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。如果有侵权等问题,请及时联系我们,我们将在收到通知后第一时间妥善处理该部分内容。
扫扫二维码用手机关注本条新闻报道也可关注本站官方微信账号:"风电之家",每日获得互联网最前沿资讯,热点产品深度分析!
 
 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐风电资讯
点击排行