硅基太陽(yáng)能電池組件的研發(fā)最近幾年進(jìn)入高速發(fā)展期，PERC、PERL、MWT、IBC、HIT、疊片、半片、雙面、多主柵、無(wú)主柵、電鍍，各路技術(shù)數(shù)都數(shù)不過(guò)來(lái)。即使傳統(tǒng)網(wǎng)印技術(shù)依然強(qiáng)勢(shì)無(wú)法撼動(dòng)，各大光伏廠商也希望未雨綢繆，做好新技術(shù)新方向的技術(shù)儲(chǔ)備，以防某個(gè)技術(shù)突然出現(xiàn)井噴的時(shí)候自己措手不及，失去市場(chǎng)先機(jī)。

布局更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的公司也在思考，當(dāng)這些硅基太陽(yáng)能電池組件技術(shù)都蓋棺定論的時(shí)候（該大規(guī)模量產(chǎn)的大規(guī)模量產(chǎn)，該消亡的消亡），下一步的發(fā)展方向在哪里？即使問(wèn)一個(gè)完全不懂光伏的人，他也會(huì)大膽的猜測(cè)：會(huì)不會(huì)應(yīng)該是這樣一項(xiàng)技術(shù)，它把現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)和科研機(jī)構(gòu)研究的最熱門的新技術(shù)結(jié)合了起來(lái)？假如這個(gè)思路成立，那結(jié)合了產(chǎn)業(yè)主流（晶體硅）和學(xué)界最熱（鈣鈦礦）的鈣鈦礦-晶體硅層疊電池技術(shù)，一定是后晶體硅時(shí)代最不可忽視的發(fā)展方向之一。

兔子君在這里簡(jiǎn)單的為大家介紹一下這個(gè)技術(shù)方向的最新進(jìn)展，也就是登上最新ProgressinPhotovoltaics太陽(yáng)能電池效率榜榜單的，斯坦福大學(xué)研發(fā)的23.6%的鈣鈦礦-硅基雙極太陽(yáng)能電池（Bush,etc.,NatureEnergy,17009,2017）。

電池結(jié)構(gòu)

斯坦福研究組采用了Cs0.17-FA0.83-Pb(Br0.17-I0.83)3，簡(jiǎn)稱CsFA的鈣鈦礦電池，搭配特制的HIT電池。CsFA鈣鈦礦頂電池是基于斯坦福的標(biāo)準(zhǔn)單結(jié)電池開發(fā)而來(lái)，具有14.5%左右的轉(zhuǎn)換效率；HIT電池基于21.4%的電池，為了適應(yīng)層疊電池的要進(jìn)行了改造，光照面（和鈣鈦礦電池接觸面）沒有制絨，背面采用了制絨工藝并配合了局域金屬接觸實(shí)現(xiàn)最大吸光，具有10%左右的轉(zhuǎn)換效率。注意到鈣鈦礦電池和HIT電池為了配合層疊結(jié)構(gòu)本身都做出了效率犧牲，但最后實(shí)現(xiàn)了23.6%的超高效率。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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技術(shù)要點(diǎn)

1.合適的能帶匹配是層疊電池理論效率的關(guān)鍵。層疊技術(shù)的核心思想是利用日照全光譜。自上而下的層疊技術(shù)，理論上最理想的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是上層寬帶寬的子電池單元吸收掉所有的短波長(zhǎng)太陽(yáng)光同時(shí)讓長(zhǎng)波長(zhǎng)太陽(yáng)光完全透過(guò)；而下層窄帶寬的子電池單元吸收掉所有的長(zhǎng)波長(zhǎng)太陽(yáng)光。能帶匹配是自上而下的層疊技術(shù)的理論核心，特別是雙極串聯(lián)設(shè)計(jì)涉及到電流匹配電壓疊加，更是對(duì)子電池單元的吸光和開路電壓（準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)分裂）提出了很高的要求。鈣鈦礦電池的有點(diǎn)之一是帶寬高度可調(diào)，CsFA具有1.63eV的帶寬，和晶體硅的1.1eV帶寬有著很好的匹配。

2.合適的頂層緩沖層是鈣鈦礦電池實(shí)際效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。透明導(dǎo)電膜ITO濺射工藝對(duì)鈣鈦礦材料有很大的損傷，所以要一層緩沖層。理想的緩沖層要求具有極少的對(duì)光的寄生吸收，能帶匹配使之具有載流子選擇接觸的屬性（確切講是電子輸運(yùn)以及空穴阻礙屬性）。同樣重要的是，頂層緩沖層承載了防止有機(jī)陽(yáng)離子反應(yīng)和隔絕水汽滲透的用途，好的緩沖層對(duì)鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性有非常重要的用途。斯坦福的工作采用了ALD或者CVD制備的SnO2/ZTO結(jié)合作為頂層緩沖層，取得了非常好的效果。為了防止PC60BM與粗糙鈣鈦礦層形成的分流，一層薄薄的LiF也被放到兩層中間。

3.鈣鈦礦頂電池-晶體硅底電池界面是實(shí)現(xiàn)有效層疊的關(guān)鍵。因?yàn)殁}鈦礦電池必須被沉積到晶體硅電池基底之上，所以晶體硅光照面不能進(jìn)行制絨。因?yàn)镠IT電池不要橫向?qū)щ姷男枨?，電流也大幅減少，為了實(shí)現(xiàn)較少的寄生光吸收，ITO的厚度得到了大幅的降低（20nm）。鈣鈦礦電池部分，要一層載流子選擇接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)空穴的輸運(yùn)以及電子的阻隔。斯坦福研究組發(fā)現(xiàn)一層NiOx能夠很好的實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

4.晶硅電池背面設(shè)計(jì)是彌補(bǔ)晶硅電池?fù)p失的關(guān)鍵。在這個(gè)23.6%的層疊電池中，HIT部分只有10%的效率貢獻(xiàn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的HIT單結(jié)電池。然而，即使是這10%，也是經(jīng)過(guò)了精心的設(shè)計(jì)。因?yàn)檎?，也就是和鈣鈦礦電池的接觸面無(wú)法制絨，陷光的用途就只有在背表面實(shí)現(xiàn)了。但背面制絨不可防止的問(wèn)題是增大的寄生光吸收。為了解決這個(gè)問(wèn)題，斯坦福組采用了晶硅上逐漸進(jìn)入主流的局域背接觸技術(shù)。但稍有不同的是，他們采用的是硅納米顆粒實(shí)現(xiàn)對(duì)背銀和ITO的隔離。硅納米顆粒據(jù)稱具有1.4的n和很少的k，是理想的隔絕材料。

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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性能

23.6%的轉(zhuǎn)換效率是目前鈣鈦礦-晶體硅層疊電池的世界紀(jì)錄?？v向?qū)盈B達(dá)到了1.65V的開路電壓，18.1mA/cm2的短路電流也歸因于最佳的雙層電流搭配，79%的填充因子是解決了一系列金屬接觸問(wèn)題后的成果。

穩(wěn)定性部分，這顆電池也通過(guò)了IEC61215測(cè)試。歸因于SnO2/ZTO緩沖層的用途，85C-85%濕熱測(cè)試1000小時(shí)未發(fā)現(xiàn)衰減。

展望

鈣鈦礦子電池的短路電流比晶硅子電池高出了0.4mA/cm2，意味著有一定的空間可以調(diào)高鈣鈦礦的帶寬。正表面反射，背表面寄生吸收，貌似都有改進(jìn)的空間。HIT可做的工作不太多，但是鈣鈦礦子電池還有提效的余地。整體看來(lái)奔著30%效率去還是有可能的！

原標(biāo)題：最前沿——?jiǎng)澲攸c(diǎn)5分鐘帶你掠過(guò)鈣鈦礦-晶體硅層疊電池的最新進(jìn)展