又一技术突破!太阳能转换效率提升至21.5%!发电效率可提高1.5倍

可爱萌娃娃 2024-11-28 15:27:38

中国能源再次取得新突破,未来或将改变太阳能电池行业格局!

就在11月份,中国计量院通过了一项全新的认证,我国纤纳光电766cm2钙钛矿中型组件,转换效率提升到了21.5%!

这项突破,对于改变中国能源的情况,会有非常重大的意义,它为利用钙钛矿提供了一个全新的途径。

那么它到底有什么用,我们取得的成就又有多大呢?

钙钛矿具体有什么用

钙钛矿这种矿石有非常多的使用途径,但是最大的用途,就是在太阳能电池方面的应用,用它相关设备,不仅制造简单,而且成本更低,最关键的是它的转换率更高。

一旦它将来实现大的突破,甚至会改变整个太阳能电池的格局,它发展起来的话,成本甚至会比我们一直用的火力发电还要低。

而且它还有很强的延展性,甚至能和传统的电池板进行结合,制造出效率达到30%以上的新种类电池。

这个效率看似还很低,但是和传统电池相比,提升已经非常大了,传统的电池板,对于阳光的转换率只有20%左右。

也就是说有70%的光源会被白白流失,而用上钙钛矿以后,效率能提高整整1倍,轻松突破传统限制。

举个例子来说,一块传统的400瓦电池板,它的总体发电效率在21%左右,如果用上钙钛矿的话,这个数字会变成25%。

总发电量会比之前高出15%,而这还是它比较低的数据,如果日照时间够长,还会继续往上涨。

而这项技术,我们之前一直处于落后低位,高端技术把握在日本的手里。

电池的发展历史太阳能电池技术是1839年由法国人发现的,但是直到1883年的时候,才做出了第一块电池板。

而这时候的利用效率,仅仅在1%而已,等到1954年,美国人把效率提升到了4.5%,才算真正开启利用光源发电的历程。

直到2009年钙钛矿这个新东西,才被运用到光伏领域,而它一进场,就展现出了无与伦比的强大潜力。

它不仅性能高,成本相比较之前的也很低,具有非常大的商业价值,各国在尝到甜头以后,都加入了到全新的领域研究之中。

像是著名的牛津大学也不例外,其中投入最大的就是日本,他们的电器巨头松下、夏普、东芝等等企业全部下场。

而日本投入如此之大,换来的效果也是非常好的,前些年他们的数据,就代表着这项技术的最高水平,但是在2017年的时候,事情发生了变化。

我国的纤纳光电做出了全新的突破,用15.2%的高转换效率,直接打破了日本的记录,此后我们还不断取了新的进展。

一年的时间就连破3次记录,把这个数字提升到了17.9%,至此我国的水平,就变成了全世界的顶尖水平,再也没有被打破过。

而这一次的效率突破数字,直接达到了21.5%,可以说是一骑绝尘,而它出现的意义,还远不止此。

本次突破的重大意义

这种东西虽然很好用,但是也存在一个巨大的缺陷,那就是它的晶体存在的表面缺陷,这直接制约了它的转化效率,如果能够改进,它的转换效率会有质的提升。

但是以前解决这个问题的办法非常不好用,那就是高温退火,而且一旦用不好还会出现一个非常尴尬的问题。

需要修复的地方倒是完成了,但是原本能用的,却被高温破坏,出现了问题,这就导致在制作的过程中,会做大量的无用功。

但这个问题一直就是困扰全世界的大难题,一直没有得到解决,但是现在不一样了。

我国的纤纳光电别出心裁,发明了一种名为“冻晶”的新技术,直接改变了整个局面,这项技术并不是改火用冰。

简单来说,就是提高了使用高温退火的精度和速度,它用超快激光,对于晶体表面需要修复的地方瞬间使用高温退火,这个范围被控制到了十几纳米之内。

如果转算一下,也就是0.00001毫米的长度,这种长度,肉眼已经看不见了,这样的精度能够最大程度的修复晶体表面,还不破坏其他部分。

不仅如此,它的速度也非常快,能够保持晶体的稳定,简单来说就是之前限制我们的问题,已经不复存在了。

用了这项新技术,我们想修复哪里都行,还不会破坏晶体原来的稳定性,能够极大地提高我们利用它的效率。

而我们对它的利用,也在逐步提高,之前我们的小组件利用效率已经提升高了23.65%,而这一次突破的则是中组件。

最简单的理解方式就是,两块电池板的面积不同,小的只有不到20平方厘米,而中组件有760多平方厘米,在实际应用的时候,大的要比小的成本低,使用更加简单。

现在全球对于清洁能源的重视程度越来越高,将来的发展趋势,肯定会不断往这方面发展,现在我国在太阳能的利用上,已经取得了很大进步。

2023年一年,我国的太阳能电池产量,已经达到了5.4亿千瓦,这个数字已经比2022年多了54%。

而大家要知道的是,现在我们用的绝大部分还是传统的太阳能电池,也就是说,我们发了这么多的电,但还是有80%被浪费了。

而一旦这项技术成熟,真正投入使用以后,这个转换的效率,还能改提升10%,也就是能多出整整一半的发电量。

而且今后我国对于太阳能的利用,还会越来越多,这个数字只会越变越大,所以说它会改变整个太阳能电池格局,真的是不过分。

而且近些年我国的光伏产业,已经发展到了国外,光是电池片的出口额,就达到了将近40亿美元。

这项技术成熟投产以后,我们的产品将会更加具有竞争力,它同样也会给我们带来可观的经济收益,这就是它的商业价值所在。

参考信息:

中国日报网:21.5%!冷冻激光表面钝化技术持续助力钙钛矿稳效协同新篇章

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