2018年，无论是装【zhuāng】机量还是【shì】发电【diàn】量，太阳【yáng】能【néng】发电【diàn】在【zài】全球取得了长足的进步。而在决定未来的电池【chí】效率【lǜ】方面【miàn】，也取得了令人瞩目的成绩。下面OFweek太阳能光伏网【wǎng】将盘点2018年太阳【yáng】能电池十【shí】大【dà】效率突【tū】破。
NO.1 有机柔性光伏电池效率破记录，达7.4%
2018年6月【yuè】，希腊有机电子技术研【yán】发【fā】团队【duì】(OET)称，其【qí】研【yán】发【fā】的完全卷对卷【juàn】印刷聚合物基单结有机光伏(OPV)电池创造了新效【xiào】率【lǜ】纪录，为7.4%。
据了解，OET研发的OPV效率从最初的1.8%，已【yǐ】经提【tí】升【shēng】到目前【qián】的7.4%，性能【néng】明显【xiǎn】提【tí】高【gāo】，公司【sī】计划到2021年实现OPV电池9%的效率，并表示正在【zài】努力实现这一【yī】目标。
该公司【sī】在【zài】一份声明中表示：“针【zhēn】对【duì】2021年的各种示范项目【mù】，OPV发电效率新结果可以【yǐ】支持【chí】每年【nián】面积【jī】达100万平方米的批量生产。”
据了解。全面【miàn】印刷的OPV面板宽度可达1米，形状【zhuàng】各【gè】异。灵活【huó】的OPV电池可以【yǐ】连接到一系列平面【miàn】和曲面，从【cóng】而改善消费产品【pǐn】形态，应用领域从照明，显示器扩【kuò】展到电【diàn】子电路，生物传【chuán】感器，可【kě】穿戴【dài】设备，IT和物联网【wǎng】应用等。
编辑点评：
尽管【guǎn】这【zhè】类单【dān】结有机光【guāng】伏电池的效率很低，但是【shì】其【qí】胜【shèng】在成本低廉，而且可以达到的面积其他光伏电池【chí】难以企及。与其他还处在实验室【shì】的电池【chí】相比，该类电【diàn】池【chí】其应用领域非【fēi】常【cháng】广【guǎng】泛，而且已经开始商业化应用，随【suí】着【zhe】效率的提【tí】升，这类电池也许未【wèi】来能够获得长效发展。
NO.2 高【gāo】达17.3%!南开【kāi】大学团队刷【shuā】新有机【jī】太阳能电池效率世界【jiè】纪录
8月，南开大学【xué】化【huà】学学院陈永胜教授领衔的团队在有机太阳【yáng】能电池领域【yù】研究中获突破【pò】性进【jìn】展。他们【men】设计和制备的叠【dié】层有机【jī】太阳【yáng】能【néng】电【diàn】池【chí】材料【liào】和器件，实现了17.3%的光电【diàn】转化效率，刷新了世界纪录。
相【xiàng】比硅基【jī】无【wú】机太【tài】阳能【néng】电池，有机【jī】太阳能电池可以弯曲，并且足够薄，可在【zài】建筑物或服装内弯曲和扭曲，并可以【yǐ】制【zhì】成任【rèn】何颜色【sè】，甚至【zhì】透明，从而与周围环【huán】境相匹配。
但是较低【dī】的【de】光电转化效率阻碍【ài】了【le】有机【jī】太阳能电【diàn】池的发【fā】展，近几年，有机太阳【yáng】能电池光电转化效率一直在11%到12%左右徘【pái】徊。
南【nán】开大学【xué】所设计【jì】的【de】叠层有【yǒu】机太【tài】阳能电池不但效率出众，而且稳定性优【yōu】异【yì】，在经过166天连续测试后，性能损失仅为4%。这一最【zuì】新成果让【ràng】有机太阳能电池距【jù】离产业【yè】化更近一【yī】步。
而根【gēn】据陈永胜教授预测，有机【jī】太阳【yáng】能电池【chí】(垫层)的最高转【zhuǎn】化效率理论上可以达到【dào】20%以上【shàng】。
编辑点评：
有机太阳能电池一直是行【háng】业内不大受待【dài】见【jiàn】的一个方向，但是南开大学的这一【yī】实验结果或将改变这种【zhǒng】局面。这类电【diàn】池【chí】最大的优【yōu】势在于成【chéng】本低廉，而且柔性的特质使【shǐ】得【dé】这类电池可【kě】以应用到【dào】建筑等多种【zhǒng】场景中，一【yī】旦【dàn】未【wèi】来其量产化效【xiào】率【lǜ】也达到17%以上，那有机太阳能电池【chí】有望迎来市场化【huà】应【yīng】用。
NO.3 高达【dá】23.95%、22.04%!晶【jīng】科能源独领P型单多晶【jīng】电【diàn】池世【shì】界纪录
2018年5月【yuè】，晶科能源宣布，公司高效【xiào】P型单晶电池转换效率达到23.95%，再破世【shì】界纪录【lù】。这一效率纪录获【huò】得中【zhōng】国【guó】科学院太【tài】阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心的测试认可。
据了解，该高效电【diàn】池技【jì】术【shù】应用晶【jīng】科自主研发的高掺杂低缺【quē】陷P型单晶硅片，结【jié】合在选择性发【fā】射极(SE)、氧化硅钝化层、背钝化等全【quán】方位的【de】工艺【yì】优化【huà】，达到23.95%的高【gāo】转【zhuǎn】化效率。晶科能源特有的黑【hēi】硅陷光技术和【hé】多【duō】层减【jiǎn】反ARC技术【shù】，使电池片正面【miàn】反射【shè】率【lǜ】达到了0.5%以下，最【zuì】大程度地保证了【le】短路电流的稳步增长。金属【shǔ】化【huà】方面【miàn】，该高效电池在使用先进电极设计【jì】的同【tóng】时，优【yōu】选新型丝网印刷浆料，降低串联电阻和金属【shǔ】/硅界面复【fù】合【hé】几率，显著提【tí】升电池填充因【yīn】子。
在此之前，P型单【dān】晶电池转换效率纪录为晶科保持的23.45%。而不【bú】仅在单晶【jīng】领域【yù】，晶科在今年10月也打【dǎ】破了P型【xíng】多晶太阳能电池转换效率世界纪录(22.04%)。该【gāi】电池采用了【le】高质量工业级硼掺杂多晶硅片，将陷【xiàn】光、钝【dùn】化技术及【jí】抗【kàng】光衰等【děng】先进【jìn】技术统一集成【chéng】在【zài】PERC技术框架下【xià】，电池效率达到【dào】了22.04%。结果【guǒ】获【huò】得德【dé】国【guó】弗【fú】劳【láo】恩霍【huò】夫(Fraunhofer ISE)太阳能系【xì】统研究所下属的检测实验室验证【zhèng】。
编辑点评：
独领【lǐng】单【dān】多晶两项电【diàn】池效率纪录，晶科能源不仅仅只是一个组件供【gòng】应【yīng】商，他们强大的技术【shù】实力彰【zhāng】显无【wú】遗。而【ér】对于已【yǐ】经稳居组件供应商龙头地位的【de】晶科来说，新型【xíng】电池的投产以及【jí】产线的适配将使【shǐ】得新电池以【yǐ】最快的【de】速度量产【chǎn】。而一旦【dàn】量【liàng】产，其产【chǎn】品的竞争力将获得提升，同【tóng】时给【gěi】行业带来很【hěn】大的改【gǎi】变。
NO.4 美高校研制双层薄膜太阳【yáng】能电池光电【diàn】转【zhuǎn】换效率【lǜ】22.4%创纪录
2018年【nián】9月【yuè】，美国加利福尼亚大学【xué】洛杉矶分校等机构的研究人员【yuán】开【kāi】发出一【yī】种新【xīn】型薄膜太阳能【néng】电池【chí】，其【qí】双【shuāng】层设计【jì】大大提高了光电转换效率，高【gāo】达22.4%，创造了【le】同类太阳能电池新纪录。已得【dé】到美国能源部下属国家可再生能源实验室确【què】认。
据了解，这种双层串联结构的太阳能电池，上层喷涂了1微米厚的钙钛矿，有助【zhù】于【yú】高【gāo】效【xiào】捕捉太阳能，底层是厚约1微米的铜铟镓硒薄【báo】膜(CIGS)电池。薄膜电池表面【miàn】经过【guò】纳米级的加工，再加【jiā】上【shàng】聚合有机物空穴传【chuán】输【shū】层。这【zhè】种设计可以让【ràng】电池【chí】产生更高的电压，从而【ér】增加输出功率。整个组件安装在【zài】厚约2毫米的玻璃基板上。
这项技术使CIGS太阳能电池的性能提高【gāo】了近20%，也意味着能【néng】源【yuán】成【chéng】本降低了20%。研【yán】究团【tuán】队【duì】的下一个【gè】目标是将电【diàn】池的光电【diàn】转换效率提高至30%。
编辑点评：
这种双层薄膜太阳能电池结构【gòu】与硅-钙钛矿电池【chí】结构有【yǒu】异【yì】曲同工【gōng】之妙，而【ér】其未来的发展潜力也让人心【xīn】生向【xiàng】往【wǎng】。这种设计【jì】对于钙【gài】钛矿及薄膜【mó】电池的未来发展都极具开创意义。但是值【zhí】得忧虑的是，两种薄膜【mó】电【diàn】池以及【jí】双【shuāng】层的设计其工【gōng】艺复杂，有可能在未来的商【shāng】业化【huà】应用【yòng】中遇到困【kùn】难。
NO.5 松下HIT电池效率达到24.7%，打破【pò】大【dà】面【miàn】积晶硅电【diàn】池效率记录【lù】
2018年2月【yuè】，松下研发出了效率高达24.7%的太阳能【néng】电池，该结果经过日本产业技术【shù】综合研究所的【de】证实。松下【xià】声【shēng】明称这【zhè】是【shì】实用面积(100 cm2以上【shàng】)晶硅太【tài】阳能电【diàn】池的【de】世界最【zuì】高效率【lǜ】。
松下此【cǐ】次【cì】公布的电池效率较此前的数据提【tí】高了0.8%。该【gāi】电池仍采用其HIT技术，面积【jī】为【wéi】101.8cm2，电【diàn】池厚度98 μm，开路电【diàn】压0.75V，短路电流4.02A(39.5 mA/cm2)，填充【chōng】因【yīn】子83.2%。
松下在声明中指【zhǐ】出，为提高电池效【xiào】率【lǜ】，公【gōng】司主要在减【jiǎn】少复合【hé】损失，减少吸光损失和减少电阻损失【shī】三方【fāng】面【miàn】入手【shǒu】。HIT电池通过其高质【zhì】量【liàng】的非晶硅【guī】薄层减少表面复合损失，而此次松下进【jìn】一步提高了非晶硅薄膜的品质，减少【shǎo】了生长工艺【yì】对基材的损伤，这【zhè】使得【dé】电池开路电压【yā】从0.748V提高到0.75V。同时松下通过减少透明导电【diàn】层和非晶硅层的透光度增加了电【diàn】池对光【guāng】的【de】吸收【shōu】，将【jiāng】短路电流从 38.9 mA/cm2 提【tí】高到 39.5 mA/cm2。最后【hòu】通过提高电极高【gāo】宽比提【tí】高填充【chōng】因【yīn】子【zǐ】。
据了解，新的HIT电池【chí】不【bú】但效【xiào】率更高【gāo】，同时【shí】厚度仅为【wéi】98 μm，这充分【fèn】展示了这款电池在降【jiàng】低成本方面【miàn】的潜能。
编辑点评：
PERC之后，以HIT为代表【biǎo】的异质结电池成为了当前【qián】光伏产业的大热。异【yì】质结电池在今年的领跑者项目中【zhōng】也大【dà】放光彩，有望【wàng】成为未来9-21年最【zuì】火的太【tài】阳能光伏技术【shù】。而我国也在今年新建了【le】多条异【yì】质结【jié】电池产线，未【wèi】来【lái】发展潜力巨大【dà】。
NO.6 天合光能IBC电池效率达到25.04% 再创新高
2018年2月，天【tiān】合光能光伏科学与技【jì】术国家【jiā】重点实验室宣布，其自主研【yán】发【fā】的【de】6英寸面积(243.18cm2)N型单晶全背电极太阳【yáng】电【diàn】池【chí】(IBC)效率高达25.04%(全【quán】面积)，其【qí】中【zhōng】电池开【kāi】路电压高达【dá】715.6mV。测试【shì】结果已经过权威测试机构日本电气安全与环境技术实验室(JET)独立测试【shì】认证。
IBC电池(InterdigitatedBackContact，交【jiāo】叉指【zhǐ】状背接触)因其全【quán】背电【diàn】极【jí】结构【gòu】设计而【ér】得名【míng】，在其结【jié】构设计中，导出电流【liú】的正、负电极金属化栅线设计在太阳电池的背面，是目【mù】前商品化晶体硅电【diàn】池中【zhōng】难【nán】度最高的技术，标志着晶体硅研发制造技术的最【zuì】高【gāo】水平。同时，IBC电【diàn】池由于正面没有任【rèn】何电极，具有外形美观【guān】等【děng】优势，尤其适【shì】合光【guāng】伏建筑一体化，其针对高【gāo】端应【yīng】用场景，具有【yǒu】突出的商业化前景。
编辑点评：
IBC电【diàn】池以其高效的【de】特性已经【jīng】引起了行业的【de】重点【diǎn】关注，而天合光能【néng】正【zhèng】式IBC电池最早的推【tuī】行者，在这领【lǐng】域保持了【le】多年的世界纪录。目前市【shì】面上已经有多款叠加IBC、双面、PERC技术的组【zǔ】件发行，未来【lái】IBC电池将越来越频繁出【chū】现在行【háng】业人士的眼前。
NO.7 牛津光伏钙钛矿硅太阳能电池的效率达到28%
2018年12月，英国钙钛矿研发【fā】公司-牛【niú】津光伏【fú】太阳能公【gōng】司表示【shì】，他【tā】们在perovskite-silicon串联太阳能电池上取得了28%的效率，打破了自己【jǐ】保持【chí】的世界【jiè】纪录【lù】。
几个月前，该公司的钙钛矿硅太阳能【néng】电池效率就达到了27.3%，当【dāng】时该公司称这是历史最高水【shuǐ】平。最新的成【chéng】果是使用了1平方厘【lí】米【mǐ】的【de】钙钛【tài】矿硅【guī】串联太阳能电池，并获得了【le】美国科【kē】罗拉多州国家【jiā】可再生【shēng】能源【yuán】实【shí】验室(NREL)的认证。
首席技术官表【biǎo】示【shì】将继续推进钙钛【tài】矿-硅太【tài】阳能电【diàn】池技术【shù】，并【bìng】制定【dìng】了一个超过30%效率的路线图。
据【jù】了解【jiě】，Oxford PV在德【dé】国有一条工【gōng】业试验生产线，已【yǐ】经在生产商用尺寸的【de】156mm x156mm光伏【fú】电池，供其开【kāi】发伙【huǒ】伴验证【zhèng】。该公司正致力于将钙【gài】钛矿-硅串【chuàn】联太阳能电池技术从实验室转移到大批量生【shēng】产【chǎn】。
编辑点评：
一直以来，大【dà】多数人的【de】眼【yǎn】光都放在了【le】分别提高硅太阳能电池、钙钛矿电【diàn】池效率【lǜ】之上【shàng】，却很【hěn】少有人想到将两种材【cái】料集合到【dào】同【tóng】一个电池里面，从【cóng】而实【shí】现优势互补，英【yīng】国【guó】的【de】这家公司做到了，而【ér】且取得了优异的成绩。这对所【suǒ】有的业内研究【jiū】人员都是一个可【kě】以借鉴的方案与方向，而未来如果这【zhè】种设【shè】计【jì】的电池能够实现30%的转【zhuǎn】换效率【lǜ】，那或可【kě】以取代【dài】当前【qián】的硅太阳能电【diàn】池。
NO.8 一【yī】年两次刷新纪录 汉能砷化镓【jiā】薄膜单结电池【chí】效率达29.1%
2018年11月，经德国弗劳恩霍夫太阳能【néng】系统研究所(FraunhoferISE)认证【zhèng】，汉能Alta高【gāo】端装备集团 (以下简【jiǎn】称“Alta”)的砷化镓薄膜单结【jié】电池转【zhuǎn】化效率【lǜ】达到【dào】29.1%，刷【shuā】新世界纪【jì】录。
这是汉能Alta今年【nián】第二次刷新砷【shēn】化镓薄膜单结电池转化效率世界【jiè】纪录。2018年2月份【fèn】，汉能【néng】Alta将砷化【huà】镓薄膜单结【jié】电池【chí】转化效率【lǜ】刷新为28.9%。
此外，汉能【néng】也同时保持着砷【shēn】化镓薄膜单结【jié】电池组【zǔ】件的【de】世界效率纪【jì】录(25.1%)。
作为【wéi】全球【qiú】薄膜光伏产业的【de】“独角兽”，汉能在电【diàn】池技术方【fāng】面引【yǐn】领全球【qiú】。不仅在砷化镓薄膜电池领【lǐng】域行业【yè】领先，其【qí】在铜铟镓硒【xī】薄膜电池也保持着多【duō】项世界纪录。
编辑点评：
汉能在薄膜领域的实力毋【wú】庸置疑，在【zài】强大的技术【shù】实力基【jī】础上，汉能对【duì】薄【báo】膜产品的【de】推广作【zuò】出了极大的贡献【xiàn】，2018年陆续发布了新型汉瓦、汉伞、汉墙等【děng】颠覆人【rén】们认【rèn】识的【de】“黑科技【jì】”产品。据【jù】了解，截止2018年10月中旬，汉能全球累计【jì】专利【lì】申请超过7800件，全球累计授【shòu】权专利【lì】超【chāo】过1700件，平均每天【tiān】超30件【jiàn】申请。在未来的时间里，我们也期望汉能可以给世【shì】界带来更多的惊喜【xǐ】。
NO.9 太阳能电池效率达37.75%创新纪录
今年4月，总部位于美国伊利诺斯州的Microlink Devices公司宣布，其【qí】三结外【wài】延剥离技术(ELO)太【tài】阳能电池【chí】薄板转换【huàn】效率达到37.75%，创下新的太【tài】阳能电池【chí】效率纪录【lù】。
据了解，这款电池【chí】不但转换效【xiào】率创造了15.24厘米(6英【yīng】寸)GaAs基三【sān】结ELO太阳【yáng】能电池【chí】的最高纪录，而且其超过3000瓦【wǎ】/千克的【de】密度也让所有太阳【yáng】能电池望尘莫及【jí】。
这款【kuǎn】轻质电池主要设计用【yòng】于卫星和无人【rén】机【jī】，其效率纪录获【huò】得美国能源部国家【jiā】可再生【shēng】能【néng】源实验室【shì】(NREL)的正【zhèng】式【shì】认证，并顺利通过工业标准AM1.5G的测试。
据了解，Microlink的【de】ELO生产工【gōng】艺涉及从砷【shēn】化镓【jiā】衬底【dǐ】剥离【lí】薄活性电池层，并结合多【duō】结技术，集成三个或【huò】更多由NREL开发的半导体层，从而实现【xiàn】更高的电池转换效率。
目前该款电池虽然转化效率超高，但是也面临成本高昂的困境。
编辑点评：
这款电【diàn】池【chí】的【de】超高效率让人看到了太阳【yáng】能电【diàn】池未【wèi】来的光【guāng】明前景。但是美中不足【zú】的是高昂的制【zhì】作成本难以下降，使【shǐ】得这款电池只能应用在一些特殊的领域而无法推广。未来【lái】如果这款【kuǎn】电【diàn】池能【néng】够将成【chéng】本下降，那获将【jiāng】引【yǐn】起太阳能光伏行业的一场变【biàn】革。
NO.10 超【chāo】过40%!Fraunhofer ISE创造太阳【yáng】能电池效率新纪录
2018年11月，德国【guó】Fraunhofer太阳【yáng】能【néng】研究【jiū】所(ISE)与欧盟【méng】资助的CPVMatch项目合作，创造了太【tài】阳【yáng】能电池组件光电转化效率高达41.4%的记录。
该光伏组件的面积为122cm2，采用多【duō】结叠【dié】层【céng】太阳【yáng】能【néng】电池的设计【jì】，堆叠多层【céng】的电池活【huó】性材料以吸收【shōu】太阳光谱中不【bú】同的波长。Fraunhofer没【méi】有具体说明这个破纪录的组件【jiàn】所【suǒ】采用的电【diàn】池材料，但指【zhǐ】出它们基于III-V族化合物半导体【tǐ】材料。
此组件依赖聚光光伏发电(CPV)技【jì】术——太【tài】阳光透【tòu】过【guò】一个菲涅耳【ěr】透镜汇聚到光伏电池上并直接转【zhuǎn】化为【wéi】电能【néng】。研究团队【duì】表示通【tōng】过【guò】在组件中【zhōng】使用消色差透镜进一步提高了转换效率，事实证明，这项技术可以【yǐ】实现非常【cháng】高的效率水【shuǐ】平，但由于其性【xìng】能仅局限于具备高度太【tài】阳直【zhí】接辐【fú】射的【de】区域，迄今为止几乎还没【méi】有商业应用【yòng】。
编辑点评：
通过聚光光伏发【fā】电(CPV)技术，光伏发电的效率来到了【le】一【yī】个新高【gāo】点【diǎn】。但是其【qí】对环境的高【gāo】要求使得【dé】该技术一直没有得【dé】到商业应用【yòng】。无论如何，超高的效率纪录【lù】让人看【kàn】到了太阳能发电光【guāng】明的未来前景，未来随着【zhe】技术的【de】改【gǎi】进，这一技术或许【xǔ】能【néng】够【gòu】给全球带【dài】来翻天覆【fù】地的变化。
