光电转换（光电转换器指示灯）

热点前线

经日本JET第三方认证，仁烁光能团队研发的全钙

钛矿叠层电池稳态光电转换效率达到29%，再次打

破了团队在今年6月创造的28%的世界纪录。中银

证券分析指出，钙钛矿行业处于0->1的成长初期，

未来两年产能实现低基数翻番。据现有钙钛矿产线

规划测算，2023、2024年的产能增速将达近80%、

256%，实现低基数的高增长弹性，产业整体产能

将于2024年落地近2GW，具备电池技术迭代的革命

性意义。

相关个股:京山轻机、金晶科技

哇塞！成渝贵，重庆成都贵阳，有福啦！5月22日，最新全球重大科技成果出炉！太阳能电池板，光电转换效率从25%大幅度提高到39.5%……这对于重庆成都来说，堪称特大喜讯啊！

如果这项技术能够快速获得普及，造价和成本，能够达到2022年的主流太阳能电池板的水平……那么，重庆，成都，也可以大力推进太阳能电池发电产业啦！

太棒了！这技术，对于中国西部的甘肃内蒙古新疆青海西藏，更是好上加好！

以后，重庆人，成都人，也可以去西昌攀枝花更加幸福的养老……租个农家院子，种上太阳能电池板……这退休养老生活，真的是，令人羡慕嫉妒啊！

一下子，太阳能电池发电技术，就能提高近8成的发电量……真是太香了！

西昌攀枝花的小伙伴们，尤其要开香槟庆祝啦！#光线摄影学院曾兰老师# @光线摄影学院曾老师

【#隆基再次刷新HJT电池效率世界纪录#】财联社6月23日电，据隆基绿能官微消息，近日，隆基硅异质结光伏电池(HJT)研发再次取得重大突破，经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测试M6全尺寸电池(274.4c㎡)光电转换效率达26.50%，创造了大尺寸单结晶硅光伏电池效率新的世界纪录。

【光伏电池片光电转换效率一览】

殊为不易！中国打破保持5年之久的硅太阳能电池光电转换效率世界纪录。我国隆基绿能太阳能电池公司自主研发的全尺寸异质结晶体硅太阳能电池已经实现26.81%的光电功率转换效率，打破了5年前由日本钟渊化学公司保持的26.7%的世界纪录，这一结果是迄今为止硅太阳能电池的最高效率记录，并且已获得德国哈默恩太阳能研究所认证。

太阳以光的形式发射能量，而光是由光子组成的。每个光子都有不同的能量和波长范围，从紫外线到红外线。光子被太阳能电池板中的光伏电池利用，将太阳光转换

成电能。这些电池是由半导体材料制成的，当光子被吸收时有一部分产生为电流。但是，照射到电池上的大部分阳光并没有转化为电能，或者说，太阳能电池的光电转化效率并不高，这是由于太阳光存

在一个光电转换的物理极限：一个标准的基于p-n结的光伏电池的最大光电转换极限效率为33.7%。这就是说，如果太阳的直射光被每平方米面积1000瓦的表面接收，那么太阳能电池板可以产生的最大功率输出是每平方米337瓦。

该物理限制被称为肖克利-奎伊瑟极限，它是由半导体材料吸收光子的物理特性造成的。电子从其原子中打散，然后传到太阳能电池内的传导带。一些击中太阳能电池的光子被反射到电池的表面。在这些被吸收的光子中，有些光子的能量在内部重组的过程中变成了热量，而不是产生电流。这些效率损失是不可避免的，目前没有任何制造工艺或技术能够改变这一限制，至少硅p-n结太阳能电池无法做到。此外，诸多因素也会降低太阳能面板的转化

效率，比如太阳能电池板类型、设计、温度、绝缘电阻、冰雹、雪、冰和灰尘等。

这就意味着，晶体硅太阳能电池转换效率每提高0.01%都需要付出巨大的努力。2021年6月以来，隆基绿能的研发团队连续打破异质结太阳能电池转换效率世界纪录，从25.26%提升至26.81%，创造了在一年零四个月的时间内提升1.55%的奇迹。电池转换效率的提高意味着，当相同面积的面板吸收相同数量的光时，会产生更多的电力。据测算，在太阳能电池面板转换效率超过20%的情况下， 转换效率每提高一个百分点，就能为下游电厂节省5%以上的成本。

隆基绿能打破太阳能电池转换效率的世界纪录是中国光伏产业发展史上的一个重要里程碑，它不仅充分展示了中国光伏企业在硅太阳能电池制造方面的科技实力，也有力提振了中国在更多科技领域成为世界大国的信心和决心。恭喜隆基绿能！

图2：隆基绿能中央研究院副院长徐希翔博士和创始人兼总裁李振国

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重磅消息！新能源汽车领域终于迎来突破性大事件！一个是纯太阳能为动力的“天津号”智能网联汽车的问世；另一个则是南京大学科研团队研发的钙钛矿叠层电池将光电转化效率提高到了创记录的28%。这两个创新意味着，人类直接利用太阳能为动力的汽车的时代要来了！这是新能源汽车产业具有历史性贡献的突破性大事件！

问天实验舱太阳翼“翼展超55米”（包括太阳翼连接驱动机构），几乎相当于两架波音737客机的翼展之和，单侧太阳翼全长23米，宽度相当于双车道宽度。太阳翼配置高光电转换效率的柔性三结砷化镓电池，供电能力7.3kW以上，一天发电量可供普通三口之家使用一个半月。太阳翼采用二次展开方案，初次展开长度约6.5米，与天和核心舱前向对接后再二次完全展开，推测目的是避免对接过程中产生的振动对超长翼展太阳翼造成不利影响。

【钙钛矿】

钙钛矿光电转换效率提升非常快，太阳光包含不同波长的光，而对不同层的钙钛矿调整元素的含量、占比，就可以扩大对太阳光的吸收范围，从而提升转化效率。目前，南京大学钙钛矿叠层电池效率达到28%，而瑞士的研究机构更是把效率做到31.3%。

钙钛矿工艺更趋同于面板行业、没有电池片环节、不需要份多个环节生产、产能投资仅为晶硅的一半、不需要银浆、不需要稀有金属；且钙钛矿的工艺温度很低仅需120度内，比单晶硅的1400度的能耗降低；组件成本希望能够降到0.5-0.6元。

工艺上良率最大的挑战是在每一组件的效率稳定（即结晶工艺难度）。钙钛矿劣势是稳定性温度低于晶硅为200度+，但符合绝大多数使用场景；对于潮湿状态下、对封装的严格程度要高。钙钛矿的稳定性优势体现对杂质的高容忍度，能够防止杂质扩散带来的转化效率衰减，能够实现9000小时不衰减。

钙钛矿用作双结，和hjt/perc/或者其他底电池结合，应该是产业化空间最大，最有潜力的。但实际在叠层电池上，国内行业头部目前做的都差强人意，牛津光伏目前是比较领先的。

产业应用

钙钛矿单结主要是镀在tco玻璃上，用作bipv，主要应用场景是建筑幕墙。但是这一块，本身就会跟碲化镉、砷化镓等其他金属化合物电池形成竞争，没有什么性价比。另外用作幕墙，消防、防风、防水都存在很长的消费者教育过程，商业化的可谓任重道远。

头部钙钛矿企业如协鑫光电、纤纳光电实现了百兆瓦级钙钛矿电池中试线的落地试产。太阳模拟器的精准测试对于推进钙钛矿太阳电池产业化进程有关键作用。协鑫的钙钛矿组件目前还没能实现量产，真正的大规模量产时间，大概在5-10年期间。钙钛矿组件的效率商用后能稳定在25%。

陕西众森在国内首次推出大面积钙钛矿组件稳态模拟器，实现了光谱的精准调配与光强的准确控制，满足了钙钛矿光伏组件产业化中快速准确检测的需求，为光伏新技术发展添砖加瓦。

2022年12月8日，极电光能宣布150MW钙钛矿光伏生产线正式投产运行，该产线是全球目前产能最大的已投产钙钛矿光伏生产线。

通威股份钙钛矿实验室已搭建完成，预计年内首片钙钛矿电池将会下线。

京山轻机透露，公司子公司晟成光伏早在2021年5月与协鑫光电签署了在钙钛矿叠层电池技术合作开发协议，目前项目正在稳步推进中。

中来股份钙钛矿叠层电池正在研发中，现阶段重点在进行与钙钛矿电池相匹配的底层电池的研发。

集成钙钛矿电池和对称超级电容器的光电电容器，转换存储效率超过20%

太阳能是清洁的、开放的、无限的，但地球上的太阳辐射是波动的、间歇的、不稳定的。因此，太阳能的可持续利用需要高效能量转换和低损耗储能技术的互补结合。因此，在单个器件中集成光电转换和电化学存储功能的光电容器(IPC)是一种具有成本效益、体积效益和功能效益的最佳选择。然而，已报道的单个设备的最高转换存储效率不到13%。

在此，华侨大学吴季怀团队研究了能量转换存储过程中光电电容器的各种效率之间的关系，并提出了功能组合管理的概念，展示了一种钙钛矿太阳能电池和对称超级电容器单元集成的三端光电容器。

图1.光电容器的性能与效率

作者提出IPC的能量转换和存储经历了三个过程：光能转换成电能（光充电）、电能转换成化学能和化学能输出电能（放电）。图1展示了在光充电和暗放电过程中IPC中各效率的变化，通过协调转换和存储单元之间的能量匹配，寻求最大功率点重合和最大效率点同步，从而实现了光电容器的太阳能转换存储效率超过20%的里程碑。各种最大效率点的潜在值非常接近，这是转换存储效率和整体效率高的直接原因。

图2.光电容器的循环稳定性测试

IPC即使经过200次循环，整体效率仍保持在最大值的98.5 %，表明IPC具有出色的稳定性。这得益于活性炭对称超级电容器出色的循环性能，如图2b所示，活性炭对称超级电容器即使在1200次循环后，电容仍保持初始值的98.4%，库仑效率保持在~100%。

此外，作者指出提高IPC器件稳定性需要准固体、固体或离子液体电解质，并可以通过使用高能量存储单元（如锂离子电容器）来提高设备能量密度。

DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107501

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配合一个光电转换器

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