疊層技術(shù)會(huì)是進(jìn)一步提高光伏電池效率，降低度電成本的有效途徑嗎？應(yīng)該如何疊層？

疊層會(huì)成為光伏電池技術(shù)的終極之戰(zhàn)？在實(shí)際發(fā)電應(yīng)用中可行嗎？

近日，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員李永舫在接受中國(guó)科學(xué)報(bào)專訪時(shí)表示，疊層技術(shù)是進(jìn)一步提高光伏電池效率，降低光伏發(fā)電成本的有效途徑。他介紹，鈣鈦礦太陽電池與晶硅電池相比，能更有效地利用高能量的紫外和藍(lán)綠可見光，而晶硅電池可以有效地利用鈣鈦礦材料無法吸收的紅外光，因此，通過疊層方式組合這些高效的單電池，可以突破傳統(tǒng)晶硅電池理論效率極限，進(jìn)一步提升光伏電池轉(zhuǎn)換效率。李永舫認(rèn)為，應(yīng)該重視在現(xiàn)有晶硅電池生產(chǎn)線技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)。

鈣鈦礦疊加PERC與HJT，國(guó)內(nèi)都有相關(guān)的研究與進(jìn)展。

早在去年，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜硅太陽電池研究組劉生忠研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合陜西師范大學(xué)楊棟研究員，通過將半透明鈣鈦礦電池與高效硅異質(zhì)結(jié)薄膜電池結(jié)合，組成光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到27.0%的四端鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池。據(jù)了解，該項(xiàng)研究使用了一種簡(jiǎn)單低成本的方法制備高導(dǎo)電性、高透光性的透明電極，有助于推動(dòng)半透明電池以及多結(jié)/疊層電池的發(fā)展。

今年3月31日，深圳黑晶光電技術(shù)有限公司微信公眾號(hào)發(fā)布消息稱，黑晶光電最新研發(fā)的串聯(lián)型鈣鈦礦/PERC疊層電池轉(zhuǎn)換率再創(chuàng)新高，在AM1.5標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜下達(dá)到了24.5%的光電轉(zhuǎn)換效率。

“太陽能之父”馬丁·格林（Martin Green）教授也認(rèn)為疊層技術(shù)未來更有前途，他更看好PERC電池疊加薄膜電池，他認(rèn)為該結(jié)構(gòu)會(huì)成為更高效率電池的解決方案，最大的挑戰(zhàn)在于能否找到合適的薄膜材料，他并未明確指出該材料就是鈣鈦礦。

2019年11月，悉尼新南威爾士大學(xué)（UNSWSydney）馬丁·格林（Martin Green）教授參加第29屆國(guó)際光伏科學(xué)與工程會(huì)議。馬丁·格林教授一直在思考光伏的下一步發(fā)展方向，以期實(shí)現(xiàn)更高的電池效率，同時(shí)降低應(yīng)用成本。馬丁·格林教授在進(jìn)行主旨演講時(shí)表示：“目前異質(zhì)結(jié)技術(shù)引起了人們極大的興趣，這種技術(shù)將晶體硅太陽能電池的元件與薄膜技術(shù)結(jié)合，但效率卻與現(xiàn)有的N型晶硅電池相當(dāng)，且處理工藝更為昂貴。在硅基PERC電池頂部疊加薄膜太陽能電池，則有可能成為這一問題的最終解決方案。”

馬丁·格林教授認(rèn)為，“疊加一個(gè)薄膜電池可以將硅太陽能電池的效率從25%提升至35%，而堆疊兩個(gè)則可以提升效率至40%以上。”

不過馬丁·格林教授強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)最大的挑戰(zhàn)在于能否找到合適的薄膜材料，這種材料必須元素儲(chǔ)量豐富、無毒性且穩(wěn)定性強(qiáng)。

當(dāng)然，也不是所有人都看好疊層技術(shù)在實(shí)際發(fā)電中的應(yīng)用。蘇民新能源張忠衛(wèi)博士曾在其演講中表示，新型疊層電池（2~3個(gè)P-N結(jié)串聯(lián)）實(shí)驗(yàn)室固定光譜下的轉(zhuǎn)換效率很高，但實(shí)際地面應(yīng)用中，由于太陽光譜的多變性會(huì)造成各疊層子電池的電流不匹配，從而使實(shí)際發(fā)電效率明顯降低，除非每個(gè)子電池正負(fù)單獨(dú)引出（但會(huì)明顯增加系統(tǒng)應(yīng)用的成本和復(fù)雜性），需慎重考慮。