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最近,美国NREL发布在Joule杂志上的一篇《钙钛矿/硅叠层太阳能组件的技术经济分析》认为,美国制造的晶硅钙钛矿叠层组件最低可持续生产价格为0.35美元/瓦。 钙钛矿光伏电池分为单结和多结,其中多结钙钛矿电池中晶硅/钙钛矿叠层技术被认为是最有希望率先量产应用的,行业预期晶硅/钙钛矿叠层电池和组件将显著推动支持全球光伏部署。 研究人员对两端子和四端子法晶硅/钙钛矿叠层电池架构进行了详细的技术经济分析,发现如果没有《通货膨胀削减法案》(IRA) 授予的政策激励措施,在美国生产25%效率的晶硅/钙钛矿硅叠层组件,四端子法的最低成本是0.359美元/W ,两端子法的最低成本为0.364美元/W。 研究人员进一步推算后还确定,如果晶硅/钙钛矿叠层组件的效率能达到30%,那么四端子法组件的制造价格将降低到0.299美元/W,两端子法组件的制造价格为0.303美元/W;组件效率达到32.5%时,四端子法的成本将低于0.285 美元/W,效率达到35%时,成本将在0.257美元/W到0.306美元/W之间。 晶硅钙钛矿叠层组件目前最大的结构设计争议时采用两端子或四端子。两端子设计依赖于通过多个吸收层的载流子传输,并且需要顶部和底部子电池之间的电流匹配。当两个子电池之间的吸收曲线存在差异并且照射光谱发生变化时(例如,当很大一部分入射太阳光是间接的时),这种架构会牺牲整体效率。 相比之下,四端子设计不需要电流匹配,并单独收集由叠层电池产生的任何载流子。尽管该架构涉及更多的处理步骤,并可能减少到底部电池的传输,从而导致额外的光效率损失,但它消除了电池之间电流匹配的需要,因而叠层结构的设计选择需要在成本、处理复杂性和性能方面进行权衡。 研究人员认为,两端子和四端子设计面临着相似的制造成本,但四端子设计在未来可能会受到青睐,因为两端子设计的配置不包括对底部电池使用背接触(BC) 电池。而研究人员相信,BC和异质结(HJT)等高效技术可能是晶硅/钙钛矿叠层组件的首选,可以最大限度地提高效率和发电量。 |