瞻觀前沿
丹麥技術大學的物理學家和工程師團隊報告稱,有可能製造出一種可用的硒硅串聯太陽能電池,這種組合理論上可以將太陽能電池的效率提高到40%。該研究發表在《PRXEnergy》雜誌上。
先前的研究表明,解決硅基太陽能電池固有的低效率問題的一種方法是添加其他材料層,這些材料也可以通過增加可吸收的波長來捕獲部分太陽能。在這項新研究中,研究小組轉向了硒,一種在科學家發現硅更合適之前用於製造太陽能電池的半導體材料。該團隊選擇它是因爲它具有不同的光子吸收特性,這種特性允許創建雙材料太陽能電池,並且它具有寬帶隙。
爲了製造這種細胞,研究人員製作了一箇三明治。他們從標準硅基開始,添加一些氧化物層,然後添加一層硒薄膜。將其放在陽光下顯示,組合電池能夠產生1.68伏的電力,轉換效率爲2.7%。
研究小組稱他們的串聯電池很有前途,並指出只需提高電阻即可將其效率提高10倍,從而電壓損失。他們的計算表明,電池的改進在某種程度上應該會帶來大約40%的效率。
圖片來源:攝圖網
技術價值觀察
太陽能電池產業鏈一般包括上游的原材料,如硅片、銀漿、純鹼、石英砂等,以及將原材料進行加工,製造成硅棒、硅錠和硅片等;中游分爲兩大部分,光伏電池板及光伏組件;下游爲太陽能電池,光伏的應用領域,包括電站系統的集成和運行。目前太陽能行業的產業鏈較爲完整,市場需求量大。
研究人員發現了硒,一種比硅更合適的太陽能電池材料,並用其串聯太陽能電池,從而提升太陽能電池效率因此,從太陽能電池產業鏈上看,該技術處於產業鏈的上游原材料環節。
宏觀市場觀察
——太陽能電池是光伏行業重要一環
太陽能電池又稱爲“太陽能芯片”或“光伏電池”,是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被滿足照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有迴路的情況下產生電流。
根據半導體材料的不同,可以將太陽能電池分爲晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池。晶硅電池是研究最早、進入應用的代太陽能電池技術,按照材料的形態可分爲單晶硅電池和多晶硅電池,其中單晶硅電池根據基體硅片摻雜不同又分爲P型電池和N型電池。目前應用最爲廣泛的單晶PERC電池即爲P型單晶硅電池,而TOPCon、異質結、IBC等新型太陽能電池技術主要是指N型單晶硅電池。
——全球太陽能電池行業技術週期:仍處於成長期
2010-2020年,全球太陽能電池行業專利申請人數量及專利申請量均呈現波動增長態勢。雖然2020年全球太陽能電池行業專利申請人數量及專利申請量有所下降,但是這兩大指標數量仍較多。整體來看,全球太陽能電池技術仍處於成長期。
——全球太陽能電池技術焦點:十大熱門
全球太陽能電池前十大熱門技術詞包括太陽能電池、粘合劑、主成分、緩衝層、陽極層、半導體、氣相沉積、均勻分佈、發電系統和真空式。進一步細分來看,太陽能電池技術熱門詞包括雲太陽能電池板、聚合物、電介質、層狀結構等。具體情況如下:
——全球太陽能電池技術來源國分佈:佔比
目前,全球太陽能電池大技術來源國爲,我國太陽能電池專利申請量佔全球太陽能電池專利總申請量的42.31%;其次是日本,日本太陽能電池專利申請量佔全球太陽能電池專利總申請量的20.70%。韓國和美國分別排名第三和第四,佔比也均超過10%。
——太陽能電池出口量
從出口情況來看,我國是光伏產業大國,2015-2021年我國太陽能電池出口數量逐年增加,尤其是2019年,行業出口快速增長。根據海關總署數據顯示,2015年我國太陽能電池出口數量63249萬個,到了2019年增加到245273萬個,較2018年同比增長120.23%。截至2021年11月,我國太陽能電池出口數量已經達到291927萬個,已超過2020年全年數量。
——太陽能電池產量預測
從我國太陽能電池生產數量來看,我國太陽能電池產量從2015年以來受需求端快速增長的推動下,不斷增長,保持較高的行業增速,2020年受疫情影響,行業產量增速也僅是較2019年小幅下降,2021年1-11月,我國太陽能電池產量已達到21113.5萬千瓦,已超過2020年全年的數據。
前瞻認爲2021年全年我國太陽能電池行業產量將出於碳中和碳達峯戰略的推動以及全球對環保能源需求的快速增加,行業產量將突破23000萬千瓦。在隨後的幾年,我國太陽能電池行業雖然將受補貼下滑的負面影響,但由於整體綠色能源市場需求潛力巨大,因此太陽能電池需求仍將快速增長。前瞻預計2027年,我國太陽能電池產量將達到85000萬千瓦,年複合增速約30%。
太陽能電池技術賽道熱力圖
根據前瞻產業熱力圖顯示,與太陽能電池關鍵技術強關聯的城市集羣主要集中在華東和華南地區,並且以江蘇、廣東省爲發展區域,未來佈局太陽能電池技術及其他相關技術的發展路徑,極大可能性在於華東華南優先導入,其中可關注江蘇省揚州市高郵市、廣東省深圳市福田區、龍華區、寶安區所處太陽能電池的相關企業,以及該地方對於太陽能電池的產業發展投資環境、供給市場的潛力空間。
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更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《太陽能電池行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。
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