钙钛矿太阳能板会改变未来能源吗？中国光伏产业或将迎来新契机？

　　太阳能电池新技术会成为未来的主导能源吗？全球变暖极端天气频发，全球倡导实现能源净零排放，与此同时化石能源未来面临枯竭，都使得人们越来越重视未来的清洁能源的开发。
　　2021年关于钙钛矿太阳能电池板的相关内容给我们打开了太阳能电池板能源的崭新的想象空间，为什么很多人认为钙钛矿太阳能电池技术的普遍应用可能会成为太阳能应用的又一次发展高潮？甚至会给我们的生活带来巨大的变化，或者会成为未来的主导能源？二掌柜这一期就和大家一起了解一下什么是钙钛矿太阳能，看完内容大家可以留言说说你对太阳能应用的一些想法，或者更多的新知识。
　　很多人认为钙钛矿太阳能电池技术的普遍应用可能会成为太阳能应用的又一次发展高潮？
　　介绍钙钛矿电池之前简单说一下现在我们经常见到的太阳能电池，主要以硅基材料为主，当前晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90%以上。
　　大多数的硅基光伏材料的光电转化效率基本在20%以内，即使是当前的硅光伏效能的最好纪录也只是是26.7%以内。
　　根据目前的研究结果，专家认为，主流的晶硅光伏发电效率已越来越接近极限，很难超过30%的极限。
　　主流的晶硅光伏发电效率已越来越接近极限，很难超过30%的极限。
　　了解太阳能技术的朋友一定知道，尽管这些年的技术发展和产业规模化，不断地在降低硅基太阳电池的成本，但是制备成本和被局限的光电转化效率，还是制约了太阳能电池的广泛应用和进一步发展。
　　也正是在这样的背景下，钙钛矿太阳能电池技术的发展和突破无疑就成了目前光伏行业投资的热点，这得益于钙钛矿太阳能电池转化效率取得了令人瞩目研究成果，并且给我们打开了更多的想象空间。
　　钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池
　　那么简单科普一下，钙钛矿太阳能电池（PSC，perovskitesolarcell）是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿是1839年，德国科学家古斯托夫·罗斯在俄罗斯旅行时发现了一种具有特殊晶体结构的材料，当然钙钛矿最初单指钛酸钙（CaTiO3）这种矿物，后来把结构为AMX3以及与之类似的晶体统称为钙钛矿物质，其化学成分简写为AMX3，其中A通常代表有机分子，M代表金属（如铅或锡），X代表卤素（如碘或氯）。
　　然后我们了解一下钙钛矿的几个优势，大家也可以想象一下这些优势会给未来太阳能应用带来什么变化。
　　钙钛矿生产制造成本低廉
　　首先是钙钛矿生产制造成本低廉。钙钛矿材料是一种人工合成的晶体材料，钙钛矿材料对杂质不敏感，通常90%左右纯度的钙钛矿材料就可以用于制造效率达到20%以上的太阳能电池。晶硅材料需要高温提纯到纯度必须达到99.9999%以上才能用于制造太阳能电池。钙钛矿太阳能电池可以用非常简单的方法生产，不需要昂贵或复杂的设备。它的薄膜结构材料少了20倍，也不需要罕见或供应有限的材料。而且它只有大约半微米厚，而硅层大约有200微米厚，无论是原材料成本还是制备成本，以及制备过程的碳排放，现在的研究表明成本方面钙钛矿电池的成本可能会是传统硅基太阳能电池的十几分之一，甚至几十分之一。
　　更让人开心的是钙钛矿太阳能电池光电转化效率高。2013年11月美国科学家在研究中发现，钙钛太阳能电池的转化效率或可高达50%，为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍。由于其独特的结构使得其可以分段吸收不同波长的光能，现在研究表明，钙钛矿单层理论效率能达到31%，晶硅与钙钛矿双层叠加效率能达到35%，三节叠加钙钛矿转化效率能达到45%以上。
　　2021年4月2日，无锡极电光能科技有限公司对外宣布在大面积钙钛矿组件效率上取得了突破性进展
　　2021年4月2日，无锡极电光能科技有限公司对外宣布在大面积钙钛矿组件效率上取得了突破性进展，经全球权威测试机构JET（日本电气安全环境研究所）严格检测，在63.98cm2的钙钛矿光伏组件上实现20.5%的光电转换效率。不得不说，实验室数据跟大规模的工业化生产还是有很多问题需要解决的，现在大面积的钙钛矿制作就是一个技术突破点。
　　值得注意的是，现在在规模化生产方面，咱们中国的企业在国家支持下，2018年，光伏产业尽管产业链普遍降价，欧美需求依然萎缩，目前全球的太阳能产业依然非常依赖中国，比如说印度，印度太阳能组件前几年90%依赖于中国，现在下降了一些，但是依然高达77%。全球而言，中国太阳能产能占比超过一半，其中：硅料(55%)、硅片(87%)、电池片(69%)、组件(71%)，前十大企业中国公司的数量分别为：硅料6家、硅片10家、电池片8家、组件8家。
　　全球而言，中国太阳能产能占比超过一半
　　这样的前提下，在硅基太阳电池板的基础上发展钙钛矿电池技术更加有利于利用原有的产业基础，赋能原有的硅基电池，叠加技术能更好地提升原有太阳能电池的光电转化效率，这一改进，将减少25%的硅材料，减少30%的银消耗（光伏的银浆也是重要成本），还可以将光电转换效率提高到35%
　　基于这样的产业升级方案的话，中国生产的电池发电成本会越来越低。钙钛太阳能电池的转化效率高，按制造工艺的提高，甚至有可能会比火力发电还低。
　　中国生产的太阳能电池发电成本会越来越低
　　但目前钙钛矿太阳能电池板仍然有其需要技术升级的难点，除了前面说的大面积制作的难点，钙钛矿与硅相比，由于其不稳定性，在实际情况下，它们是否能坚持那么多年仍然存在疑问。
　　另一个小问题是钙钛矿太阳能电池板中的铅元素。铅作为有毒的重金属物质，使得这一产品从生产到回收都需要仔细控制。
　　虽然这些挑战仍然存在，但大量的研究和开发正在投入到使钙钛矿太阳能电池成为现实。科学家和公司正在努力提高效率和稳定性，延长使用寿命以及用更安全的材料取代那些有毒物质。
　　中国原有巨大的光伏产业基础成为发展新技术的重要优势
　　在这巨大成本优势和市场规模以及未来趋势的推动下，现在有很多研究机构已经在研究测试，采用分子胶稳定其内部结构，或者外部加装保护层等方式增加其稳定性，延长使用寿命；以及研究检测降低铅的危害或者采用其他的元素代替等等。
　　也许电动车的全景天窗，甚至整个车身都会变成钙钛矿太阳能电池板给整车供电
　　相信用不了多久就会有更多的钙钛矿太阳能电池板新产品出现在市场上，也许电动车的全景天窗，甚至整个车身，玻璃幕墙建筑的玻璃都会变成钙钛矿太阳能电池板，最终会给能源变革带来多大的影响，只能拭目以待了！
　　玻璃幕墙建筑的玻璃也许变成钙钛矿太阳能电池板，最终会给能源变革带来多大的影响？
　　钙钛矿太阳能板会改变未来能源吗？中国光伏产业或将迎来新契机？（同步西瓜视频）