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      科技部國撥4.38億補貼:鈣鈦礦電池迎來機遇!

      日前,科技部發布了《國家重點研發計劃“可再生能源與氫能技術”等重點專項2019年度項目申報指南的通知》,按照國家重點研發計劃組織管理的相關要求,將“可再生能源與氫能技術”等重點專項2019年度項目申報指南予以公布。

      據悉,科技部此次將調撥4.38億元經費,以支持相關技術的發展。而太陽能作為“可再生能源與氫能技術”重點專項技術方向之一,是此次專項技術研發的重中之重。

      新型太陽電池為重點

      根據通知,“可再生能源與氫能技術”重點專項包括太陽能、風能、生物質能、地熱能與海洋能、氫能、可再生能源耦合與系統集成技術6個創新鏈(技術方向)。在這6個技術方向中,科技部將在2019年啟動24~45個項目,擬安排國撥經費總概算約4.38億元。

      作為發展最為成熟、潛力最大的可再生能源技術之一,新型太陽電池成為了本次重點專項扶持的主要技術方向。

      科技部在《“可再生能源與氫能技術”重點專項2019年度項目申報指南》中提到,新型太陽電池關鍵技術研發瞄準國際最前沿,支持全新概念的創新研究,通過新概念技術研究帶動創新,引導太陽電池技術向國際并跑、領跑跨越方向發展,擬支持項目數為 3 項;除此之外,擬支持項目數均為 1~2 項。

      由此可見,在六個技術方向中,新型太陽電池是重點扶持技術,這對太陽能發電的發展意義重大。在相關技術的進一步細分中,政策具體提到了新型電池的三個研究方向。

      1. 高效穩定大面積鈣鈦礦太陽電池關鍵技術及成套技術研發(共性關鍵技術類)

      研究內容:為探索大面積太陽電池制備技術,開展穩定大面積鈣鈦礦電池關鍵技術及成套技術研發。具體包括:大面積薄膜制備技術;大面積薄膜缺陷調控技術;大面積功能層界面結構和光電特性調控方法;大面積高效率高穩定性器件制備技術;組件精密切割與連接技術。

      考核指標:解決大面積鈣鈦礦電池穩定性問題,獲得穩定大面積鈣鈦礦電池關鍵技術及成套技術;大面積鈣鈦礦太陽電池效率≥19%(面積>20cm×20cm),室溫 25℃,AM1.5 光照 1000 小時后,效率衰減≤10%。

      2.新結構太陽電池研究及測試平臺(共性關鍵技術類)

      研究內容:為了進一步推進非 PN 結激子型新型太陽電池的技術研發、完善電池的評估體系,建立成套具有普適性、規模化、集成化、智能化等特點,并兼顧這類新型太陽電池的多元化需要的公共研究平臺。具體包括:關鍵材料模擬計算與器件仿真技術;新型太陽電池中普適性和差異性關鍵技術研究;新型太陽電池的關鍵制備設備及測試裝備;系統開展新型太陽電池的光吸收特性、載流子傳輸特性以及表界面特性等光電性能測試技術研究;針對電池種類不同,實現器件結構、功能層以及器件工藝的統一,設計和制備相應的標準化電池。填補我國新型電池公共制備和測試平臺的空白,成為國際權威的新型太陽電池測試認證平臺。

      考核指標:兼顧非 PN 結激子型新型太陽電池的產業化需要,立足于其多元化特征,建設這類新型太陽電池的公共研究平臺;滿足 3 種以上的新結構太陽電池的通用化制備、測試。

      3.新型太陽電池關鍵技術研發(共性關鍵技術類)

      研究內容:面向太陽電池多元化、高效率、低成本的需求,開展太陽電池的新原理、新概念、新材料以及新結構的研究工作。具體包括:太陽電池激子產生、分離、傳輸和復合的普適性原理;表界面鈍化和修飾技術;新型寬光譜、高吸收效率的吸光材料設計及制備技術;高性能太陽電池的新結構、新工藝以及大面積制備技術。

      考核指標:獲得太陽電池普遍適用的新原理、新模型;獲得高性能寬光譜吸光材料,可見光光吸收效率超過 90%以上,具備良好的激子分離和載流子表界面傳輸性能,突破傳統太陽電池結構,獲得新結構太陽電池;光電轉換效率超過 10%(面積≥0.1cm 2 ),1000 小時光照后(光照條件:室溫 25℃,AM1.5,光強 1000W/m 2 ),效率衰減≤10%。

      直擊產業技術痛點

      了解光伏發電技術發展的業內人士應該清楚,科技部給出的三個重點研究方向都是行業發展的痛點。如果這三個方面的技術痛點解決了,對光伏發電的成本下降、效率提升、技術更新換代都會有積極影響。

      首先從第一方面來看,作為第三代太陽能電池技術,鈣鈦礦太陽電池技術一直被視為未來可以取代晶硅電池的技術。而經過多年來的發展,鈣鈦礦太陽電池技術得到了極大的提升,光電轉換效率不斷突破,峰值已經接近于晶硅電池。加上鈣鈦礦太陽電池低成本的優勢,其未來潛力不可限量。但盡管如此,鈣鈦礦太陽電池依然受到多個方面因素的限制,使得這類電池一直無法大范圍商業化。

      目前鈣鈦礦太陽電池面臨的最主要的制約因素是“大面積”、“穩定性”。而此次針對鈣鈦礦太陽電池的專項扶持里提到,要解決大面積鈣鈦礦電池穩定性問題,獲得穩定大面積鈣鈦礦電池關鍵技術及成套技術,核心就是要解決“大面積”、“穩定性”問題。而如果解決了這兩項問題,鈣鈦礦太陽電池便可加速實現產業化,為光伏發電帶來新的成本下降路徑。

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