《钙钛矿光伏技术及市场-2022版》
2022-06-18 14:41:18   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

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钙钛矿光伏已经展示了显著的效率，其低成本、薄膜结构和可调谐吸收等特性使其能够实现新的应用。据麦姆斯咨询介绍，英国知名研究公司IDTechEx在这份最新发布的报告中探讨了钙钛矿光伏的适用性、市场机遇，以及创新机遇和进入壁垒。报告评估了解决其稳定性主要挑战的策略，以及特殊材料的制造方案和要求。

钙钛矿太阳能电池

硅光伏（PV）市场每年都在加速增长。全球都在倡议发展可再生能源，并且，公众对可持续性的意识也在增强。因此，新的光伏技术充满机遇，以满足当前的需求缺口。

钙钛矿是具有特定材料结构的一系列材料。用于光伏技术的钙钛矿材料具有电子和光学特性的独特组合，使其非常适合这类应用。钙钛矿光伏预计不会立即取代硅光伏成为主导技术，不过，有很大的驱动因素推动它的应用。钙钛矿光伏能够以更低的成本、轻得多的重量，以及更简单的制造工艺，提供与硅光伏相近的高功率密度。

钙钛矿光伏沉积技术

它还能够与硅结合，形成串联电池结构，以超越单结太阳能电池的效率极限。市场有多家厂商正在开发单结钙钛矿和串联光伏，其中一些已经在进行试点和试验，并计划在未来一两年内投入商业运营。

钙钛矿光伏可用于薄膜（左）或串联“硅上钙钛矿”结构，分别面向室内能量收集或屋顶光伏等应用。

快速提高效率

钙钛矿光伏的研究始于2009年。此后，该领域的研究取得了突飞猛进的进展。硅光伏经历了数十年研究，但钙钛矿光伏创纪录的效率已经与硅光伏技术不相上下。此外，钙钛矿光伏不使用有毒或稀有材料，其制造采用可规模化的沉积方法。这使得钙钛矿光伏比现有的碲化镉（CdTe）和铜铟镓硒（CIGS）等主要薄膜替代品具有优势，这些替代品的合成成本高且材料稀缺。

光伏衬底的选择

钙钛矿太阳能电池尽管已经展示了高效率，但由于对长期稳定性的担忧，其商业化应用仍然受限。众所周知，钙钛矿在暴露于热、空气、湿度和紫外线等环境因素后会发生降解。因此，对于防止钙钛矿薄膜退化的封装技术和材料工程至关重要，解决这些高价值问题必能带来巨大的商业机遇。

赋能新兴应用

钙钛矿光伏用途广泛，它可以用于太阳能农场和屋顶等主流应用。此外，由于钙钛矿模块的重量可以比硅模块轻至少90%，因此它特别适合于垂直建筑整合以及轻量化结构等新型应用。这些是主流硅基光伏无法兼容的应用，因此为钙钛矿光伏提供了利基机遇。

钙钛矿可以赋能的应用概览

柔性太阳能组件是光伏领域另一个令人兴奋的最新趋势。薄膜钙钛矿光伏自然非常适合柔性设计。当整合到建筑立面和电子设备中时，柔性贴合的一致性可以提供更好的实用性和美学设计。

随着物联网（IoT）应用的兴起，钙钛矿光伏也有望成为自供电智能电子产品的理想选择。对于采用成百上千个电子设备的物联网应用，无论从劳动力成本还是一次性电池的数量来看，更换电池都是不可持续的。采用寿命达10年的低成本光伏发电设备可能更经济。

采用有机光伏的自供电电子产品已经处于非常早期的商业化阶段。这个市场仍然很小，新进入者有很大的市场空间。与有机光伏相比，钙钛矿光伏具有更高的效率和更简单的合成，并可能提供更长的使用寿命。

展望

钙钛矿光伏技术的发展速度比任何其他光伏技术都快得多，其未来似乎很乐观。与CdTe和CIGS活性层不同，钙钛矿不需要稀有材料或昂贵的原料。其合成过程简单，无需真空或高温即可进行沉积。钙钛矿光伏制造柔性器件的潜力也为其开辟了新的应用领域，而主流硅光伏由于其体积、重量和刚性而无法涉足这些领域。尽管钙钛矿太阳能电池具有很好的优势，但围绕其寿命的担忧仍然是需要关注的重点。

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