平均成本最低至每度电2美分,新一代钙钛矿太阳能何时商用?

原创 PC4f5X  2021-01-14 21:41 

太阳能新兴材料钙钛矿备具备成本低、轻薄可挠的优点,转换效率也逐年攀升,颇受各国欢迎,如今为了解决大尺寸模块和耐久性等课题,加速商业化进展,目前各国科学家也正绞尽脑汁找出解决方案。

现今的太阳能电池大多使用硅晶,远远看来就是一片湛蓝色的太阳能模块,而由日本化学家宫坂力(Tsutomu Miyasaka)在 2009 年发明钙钛矿太阳能电池则是新兴后起之秀,转换效率从一开始的 3.8% ,现在已超过 26%,更可利用印刷技术轻松制造、甚至能制成弯曲模块,制造成本更有望降至目前的一半。

作为努力加速商业化的厂商之一,日本东芝已将商业化转换效率提高到 14.1%、松下也研发出效率超过 16% 的钙钛矿电池,若钙钛矿太阳能电池能变得更加便宜,将会是日本满足碳中和经济的重要技术,东芝资深专家 Kenji Todori 表示,未来便能在任何地方安装太阳能板。

许多国家正在进行能源转型,力拚满足日益攀升的用电需求外,还能降低碳排放量,像是日本便在去年圣诞节那一天,提出实现「碳中和」(carbon neutral)愿景的绿能策略,力拚 2050 年再生能源发电占比提高到 50-60%,未来也会着重在离岸风电、太阳能与氢能。

钙钛矿不仅是有助日本碳中和的新兴太阳能材料,对于全球太阳能产业,这也是进一步降低成本的方法,美国史丹佛大学研究人员也表示,如果进一步最佳化钙钛矿电池制造技术,平均电价可能会降到每度电 2 美分,会是最便宜的再生能源之一。

目前全球有许多科学家正在研究钙钛矿太阳能,只是钙钛矿太阳能还有许多进步空间,像是耐久度低,且一旦扩大实验室中的钙钛矿电池尺寸,多会因为加入杂质或难以均匀涂布,往往造成转换效率大幅下降,为此有科学家借助石墨烯或各种有机、无机化合物材料,延长钙钛矿的寿命,又或是秉持着两人合力事倍功半的精神,将两种不同太阳能材料串联,盼提高太阳能转换效率。

若能研发出寿命长又效率高的钙钛矿太阳能电池,便可在竞争激烈的新能源领域赢得优势,不过宫坂力也认为,日本或许很难拔得头筹。中国至少有 10,000 名专门研究钙钛矿电池的人员,是日本的十倍以上,尽管日本几十年前在太阳能开发方面坐稳领先地位,但如今日本制造商已输给外国竞争对手。

Source : 科技新报

封面图片来源: 拍信网

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