在《华尔街日报》最近发表的一篇文章ACS能源字母,研究人员讨论了美国的观点(我们)太阳能技术办公室(濑户)钙钛矿商业化的道路。
研究:钙钛矿商业化之路:从美国角度来看太阳能技术办公室。图片来源:聪明的股票/ Shutterstock.com
背景
太阳能光伏(PV)电力需要大量满足美国政府的脱碳整个经济的零排放的碳的目标到2050年到2035年,100%无碳发电。美国能源部的濑户评估,年年的PV部署水平需要增加15千瓦交流电(GWac)开发和安装2020年到2025年30 GWac GWac 60到2030年,2035年和100多个GWac满足该国2035年的减排目标。
虽然现任技术将继续促进新安装的大多数要求让我们更接近这些部署目标,羽翼未丰的光伏技术可以提供支持。
金属卤化物钙钛矿是一个潜在的实验室规模光伏技术。钙钛矿PV之前可以达到商业电力行业市场的能力,但是,相当多的技术困难必须克服。同时,我们必须避免的命运早薄膜光伏技术,吸引了大量资本投资之前克服他们的技术经济问题和可能导致的损失数百万美元,投资者怀疑薄膜光伏。
关于这项研究
在这项研究中,作者讨论了濑户的视角卤化物钙钛矿PV的商业化,其中包括商业化缺陷,重要的技术壁垒,和可能性,濑户如何支持努力克服这些挑战和障碍。
SETO-funded研究还提到,资金的决策与总体目标。钙钛矿的主要技术挑战PV商业化,濑户分类,综述了在三个类别,即。、模块效率(伸缩性),耐用性和稳定性,和制造业,如产量、过程控制等。
研究人员展示了耐久性的作用作为钙钛矿PV的最重要的技术问题。钙钛矿的生存前景光伏领域至少20年来为了确定成本逐步降低电力(LCOE)测量实现濑户2030目标0.02美元/千瓦时。钙钛矿的能力生存的各种环境条件测试为了实现这一生。
团队决定如何更好地理解和减轻钙钛矿的化学交互作用与氧气和/或水分。许多其他降解途径研究除了环境耐用性。
钙钛矿PV商业化面临的技术挑战的示意图。图片来源:Timothy d . Siegler et al ., ACS能源信件
观察
优化组合,实验室规模钙钛矿光伏设备表面面积小于1厘米2被称为点细胞,达到验证设备的效率超过25%。点细胞显示达到20%的效率在各种各样的钙钛矿成分、灵活的基板和带隙范围从1.24 eV 1.7 eV。当组合成的示范与孔径很小的区域> 500厘米2和大小大于25厘米2,perovskite-only细胞结构功率转换效率达到了18% (PCE),结果设备为24%,all-perovskite三轮车。
濑户的孵化器项目鼓励接近飞行员制造的公司,在产品的开发周期申请资助。自2007年以来,孵化器有专门在消除技术根据其发展阶段,无论是通过开发和研究计划或商业化和示范。传统的融资机会公告(失落)光伏研发(R&D)可以帮助初创企业追求的工作。濑户也提供了高度竞争的小创新举措在太阳能(sip)奖高风险、为期一年的研究项目。
结论
总之,该研究阐明,钙钛矿PV有潜力成为一个低成本、高效率的模块技术用于电力行业,能源回报持续时间和吞吐率优于当前光伏技术。新的光伏技术也可以帮助分散供应链,降低的风险实现雄心勃勃的PV部署目标设定的所有国家的气候变化会议。钙钛矿模块能量较低的投资回报率可能会导致更多的太阳能光伏部署在公用事业部门,以及公平的访问分布式发电的太阳能社区太阳能和太阳能行业。
作者提到钙钛矿的成功实现光伏技术是远离某些和强调,现在是时候为基本研究和应用研究钙钛矿社区更好地使他们的研究目标与广泛的钙钛矿光电技术需求和限制。为了实现这一目标,濑户提供替代积极/稀释/高风险的研发资金来源,关注相关的商业目标和技术准备,满足时间表和技术发展的预期适合钙钛矿光伏目前的技术准备。
源
蒂莫西·d·Siegler et al。钙钛矿商业化之路:从美国角度太阳能技术办公室。ACS能源信7 1728 - 1734 (2022)。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c00698
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