钙钛矿薄膜电池商业化畅想-华中科技大学，武汉光电国家研究中心-陈 炜

钙钛矿薄膜电池商业化畅想 陈 炜 华中科技大学，武汉光电国家研究中心 Email: wnlochenwei@hust.edu.cn 主页： http://www.wnlochenwei.cn 第二届中国光伏产业创新与技术峰会 2019（ PVChina2019) 中国深圳 11.25-26 钙钛矿光伏技术的特点与优势 2 此钙钛矿非彼钙钛矿 3 材料丰度无限制 + 低温溶液工艺 材料与工艺 廉价 + 低温 + 彩色 4 作为光伏半导体的关键物理性质参数对比 5 钙钛矿的效率演进 https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html 其他新型光伏技术 钙钛矿 6 钙钛矿电池的其他优势：弱光效率高、温度系数低 • 50℃ 时， 18%钙钛矿电池 发电超过 20% SHJ晶硅电池 • 早晚、阴天弱光时，钙钛矿电池发电更多 SHJ 晶硅异质结电池 PSC 钙钛矿电池 Nature Energy, 2019, 4, 568 7 现存的问题和挑战 8 现存的问题和挑战 9 钙钛矿太阳能电池的稳定性 研究现状与未来发展重点 湿度稳定性 温度稳定性 决定卤化物钙钛矿的稳定性的若干关键因素 MA释放 FA释放 MAPbI3 85℃ 不稳定 11 光照稳定性 光照内建电场下的离子移动 决定卤化物钙钛矿的稳定性的若干关键因素 Nat. Commun., 2015, 6, 7497 Adv. Energy Mater., 2019, 1903249 12 电池体系中的其他常见不稳定因素 电荷传输材料 金属电极材料 抵抗卤素腐蚀： ITO Au Cu, Ag 界面材料恶化不稳定性 ! + 1000小时 85℃ 热老化 Nature Energy, 2018, 3, 682 ACS Energy Lett., 2018, 3, 1772 13 钙钛矿电池的稳定性一般表现 • 紫外线 破坏性 • 湿气与氧气 破坏性 • 加载偏压 （离子移动与累积电荷） • 衰退的部分可逆性 Nature Energy, 2018, 3, 61 14 钙钛矿电池的稳定性解决方案 准二维钙钛矿 丁胺 40% 效率 12% 高湿度室温光照 15 钙钛矿电池的稳定性解决方案 16 ITO/SnO2/perovskite/spiro-MeOTAD/Ag 耐湿度稳定性 钙钛矿电池的稳定性解决方案 电池温度 70-75℃ IV测试结果衰退 800cm2, 16.1% Panasonic公司 28 钙钛矿大面积薄膜制备及模组研究进展 Meniscus printing technology owned by Toshiba Toshiba 703cm2柔性模组，认证 PCE = 11.7% https://www.toshiba.co.jp/rdc/rd/detail_e/e1806_03.html 29 钙钛矿大面积薄膜制备及模组研究进展 Slot-die coating • 产线成本仅为晶硅 1/3 • 100MW量产线， 1m*2m 组件 18%效率，组件 成本预计 1元 /W • 1GW量产型 组件成本 预计 0.7元 /W • 协鑫纳米的 10MW中试生产线所制造的钙钛矿光 伏组件尺寸为 45cm*65cm，光电转化效率达到 16.4%， 1300cm2模组有效面积 认证效率 13.48%-15.xx%?? 协鑫纳米 30https://www.energytrend.cn/news/20191012-76588.html