钙钛矿是一种前景非常广阔的吸收材料。它们属于直接带隙半导体,因此其作为太阳能电池的吸收体材料时,厚度只需达到1 µm即可。禁带宽度的调整范围为1.5 eV左右至1.7 eV以上。而且,即便采用低成本沉积技术,也能实现出色的复合特性。其开路电压也正在逐步逼近肖克利-奎伊瑟的极限。
钙钛矿太阳能电池在短时间内就能取得如此惊人的进展,着实令人印象深刻,但钙钛矿/硅基双结叠层电池在实现量产之前,还需要克服不少难关。
挑战1:大的挑战就是如何确保钙钛矿电池的长期稳定性。标准组件可以在恶劣的户外气候条件下耐受25-30年,而钙钛矿在几分钟之内便会退化。不过,这方面目前也已取得显著进展:钙钛矿/硅基双结叠层电池与双玻组件技术相结合,可以通过DH1000或TC200试验。目前,研发人员正在努力提高钙钛矿/硅基双结叠层电池抵抗紫外线辐射、湿气、高温和氧气的能力。
挑战2:第二项挑战在于要将不足1cm²的实验室级电池提升到正常硅片大小。这需要进行大量的工程设计,不过可以借助晶硅电池、薄膜电池及蓄电池生产中成熟的沉积技术,因此该项挑战不至于成为根本性障碍。
在任何情况下,正面(和背面)的低温银栅线的电阻率均标准银栅线。因此,虽然电流减半,但建议选择多主栅(MBB)结构来降低串联电阻,减少银浆用量。多栅线连接和低温焊锡涂层有可能成为电池连接工艺的理想选择。此外,也可以考虑采用善仁新材的导电胶的叠瓦技术。SHAREX善仁新材可根据固化温度的具体要求为客户提供定制AS系列导电胶。由于电流只有5A左右,半片电池组件很可能没有明显优势。
封装相对来说,钙钛矿对湿度等环境因素更加敏感,因此优选双玻组件。考虑到近期1.5-2 mm玻璃取得的技术进步,对于任何双面组件来说,双玻结构都是优选解决方案。根据我们的计算,无框双玻组件的生产成本已经低于标准有框玻璃背板组件。