柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率再獲突破 車載光伏商業(yè)化加速
近日,《證券日?qǐng)?bào)》記者從隆基綠能(601012)科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“隆基綠能”)獲悉,該公司聯(lián)合蘇州大學(xué)、西安交通大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)在硅基疊層電池研究方向有了重要進(jìn)展,其研發(fā)的商業(yè)尺寸硅片級(jí)柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率達(dá)29.8%。該電池效率獲德國(guó)弗勞恩霍夫太陽(yáng)能研究所認(rèn)證,成為全球首個(gè)獲權(quán)威認(rèn)證的該類型電池效率世界紀(jì)錄。這一成果近日在線發(fā)表在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Nature》上。
“這項(xiàng)突破為柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池在空間光伏、車載光伏等輕質(zhì)高功率光伏場(chǎng)景的商業(yè)開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。”隆基綠能首席科學(xué)家、中央研究院副院長(zhǎng)徐希翔對(duì)《證券日?qǐng)?bào)》記者表示。
光伏電池技術(shù)再突破
晶硅—鈣鈦礦疊層電池技術(shù)通過(guò)融合兩種半導(dǎo)體材料,將理論效率大幅提高,是公認(rèn)的新一代光伏技術(shù)。然而,其商業(yè)化一直面臨柔性與穩(wěn)定性難以兼顧的核心難題。
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,單晶硅是剛性脆性材料。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)將硅片厚度降至60微米,使其具備柔韌性,彎曲半徑低于2厘米也不會(huì)破裂。但鈣鈦礦功能層在彎曲時(shí)易分層失效的問(wèn)題,仍制約著其實(shí)際應(yīng)用。
為此,研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新構(gòu)建了“疏松加致密”的雙層緩沖層結(jié)構(gòu),其中疏松層能像彈簧床墊一樣吸收機(jī)械應(yīng)力,致密層則確保高效的電荷傳輸。這一設(shè)計(jì)有效化解了應(yīng)力緩沖與高效傳輸?shù)拿堋?/p>
基于該技術(shù),研究團(tuán)隊(duì)研制出厚度僅60微米的超薄全硅片柔性疊層器件。該器件不僅實(shí)現(xiàn)了近30%的轉(zhuǎn)換效率,還可對(duì)折,彎曲半徑僅1.5厘米,重量不到4.4克,單位重量功率高達(dá)1.77瓦/克。
同時(shí),在實(shí)驗(yàn)室小尺寸上,團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超薄晶硅—鈣鈦礦疊層電池小面積器件效率經(jīng)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)認(rèn)證達(dá)到33.4%。
“研究工作充分展示了該疊層電池結(jié)構(gòu)在效率和抗彎曲疲勞性的優(yōu)越性,以及它未來(lái)的應(yīng)用潛力!毙煜O璞硎尽
“轉(zhuǎn)換效率30%可以說(shuō)是車載光伏大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的一個(gè)臨界點(diǎn),隆基綠能和高校的這一聯(lián)合攻關(guān)成果有望加速推動(dòng)車載光伏的商業(yè)化進(jìn)程。”萬(wàn)聯(lián)證券投資顧問(wèn)屈放在接受《證券日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí)表示,車載光伏的大規(guī)模商業(yè)化將推動(dòng)汽車從“能源消耗者”向“移動(dòng)發(fā)電站”轉(zhuǎn)型,未來(lái)有望重塑汽車的能源生態(tài)。
車載光伏商業(yè)化加速
據(jù)《證券日?qǐng)?bào)》記者了解,車企也在積極推動(dòng)車載光伏的發(fā)展。比亞迪(002594)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“比亞迪”)推出的智能太陽(yáng)能車頂技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在2025款漢DM-i與秦PLUS DM-i車型上。該項(xiàng)技術(shù)的核心是比亞迪自研的異質(zhì)結(jié)電池(HJT)方案,通過(guò)納米級(jí)蝕刻工藝,將光電轉(zhuǎn)換效率提升至23.18%,在理想光照條件下,車輛靜置八小時(shí)即可補(bǔ)能50公里至70公里。
重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司也在今年推出了一項(xiàng)“新型透明光伏車身”創(chuàng)新技術(shù),每天補(bǔ)能里程可達(dá)20公里至50公里,可覆蓋日常通勤,還可實(shí)現(xiàn)防曬隔熱、隨溫變色等功能。
“更高的轉(zhuǎn)換效率,更大的面積才能有更高的功率,補(bǔ)能功能才能更強(qiáng),也才能進(jìn)一步降低成本,這些需要產(chǎn)業(yè)的協(xié)同推動(dòng)!鼻疟硎荆S著晶硅—鈣鈦礦疊層電池技術(shù)、柔性光伏材料與智能能量管理系統(tǒng)的協(xié)同進(jìn)化,車載光伏的商業(yè)化進(jìn)程將進(jìn)一步加快。
按照比亞迪的規(guī)劃,到2027年,光伏組件將覆蓋車頂、機(jī)蓋、車門(mén)、玻璃等6平方米曲面,系統(tǒng)功率將提升至2千瓦,目標(biāo)實(shí)現(xiàn)“一周不充電”;更長(zhǎng)遠(yuǎn)的布局中,還將引入柔性鈣鈦礦電池,將更多車身外表面轉(zhuǎn)化為高效發(fā)電面板,日充電量目標(biāo)達(dá)到200公里。
“從商業(yè)化的前景看,隆基綠能和高校團(tuán)隊(duì)的這一成果,將進(jìn)一步推動(dòng)車載光伏大規(guī)模商業(yè)化的進(jìn)程!鼻疟硎荆囕d光伏的應(yīng)用場(chǎng)景廣闊,隨著車載光伏經(jīng)濟(jì)性提升,不僅僅是乘用車,預(yù)計(jì)未來(lái)在物流、冷鏈、應(yīng)急供電等領(lǐng)域?qū)⑿纬梢?guī);瘧(yīng)用,并最終形成“萬(wàn)車皆可光伏”的格局。
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