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新材料 >> 产业化项目
新材料
李倩 |
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新型钙钛矿太阳能电池的研发与产业化
项目负责人简介
      项目负责人:徐保民,讲座教授国家科技部“十三五”重点研发项目评审专家,广东省科技厅青年科技人才项目评审专家、深圳市科创委科技项目评审专家。
      研究领域:太阳能电池材料和器件的研究;化学能源材料和器件的新型制备技术;新型电解质材料和中低温碳基燃料电池的研究;能源材料的基础研究与器件模拟。
      所属领域:可再生清洁能源、太阳能电池材料与器件
      项目简介
      ►原理及先进性
      近年来,钙钛矿太阳电池以其优异的光电转换性能和可溶液加工成本低等优势受到了学术界和产业界人士的广泛关注。目前,溶液旋涂法是实验室制备钙钛矿太阳电池的常用方法。但该方法材料浪费严重且不适用于工业化的连续生产;因此,无法满足钙钛矿太阳电池今后大规模工业化生产所需的大面积、低成本等制造要求。从实验室小面积器件制备转变到可大面积的产业化制备以及降低钙钛矿太阳电池的生产成本,将是钙钛矿太阳电池产业化过程中的一个重要课题。
      在钙钛矿太阳电池的制备方法中,印刷技术因具有材料利用率高、成本低、工艺效率高、可大面积制备、适用于柔性基底等特点而备受关注。我们结合钙钛矿电池材料成膜特征及其狭缝式涂布工艺设备在其他行业的应用情况,整合卷对卷的生产平台推出的卷对卷狭缝式和丝网印刷涂布工艺生产解决方案,特别是在膜厚均匀度及成膜稳定性和连续性都仍维持着优异的控制能力,初步完成了卷对卷制备工艺技术的研发。为规模化制备大面积钙钛矿太阳能电池器件的效率提升提供了技术支撑,下图为卷对卷制备工艺技术路线图。
 
 
卷对卷制备钙钛矿电池工艺技术路线图
 
      ►应用市场
      项目研究意义
      本项目的成功实施将建立和发展广东省的新型太阳能电池光伏产业,使广东省在太阳能光伏产业方面实现跨越式的发展,并在新型太阳能市场方面抢占制高点,居于全国乃至世界领先地位;将促进广东省乃至全国范围内建筑材料产业的发展和更新换代,实现从一般建筑材料,被动式节能建筑材料到主动发电式建筑材料的跳跃发展;将使广东省乃至全国全国范围内在商业交通工具,移动设备,野外装备等产业的辅助产品中,由目前的极低附加价值向高附加价值的转型。
      ►应用领域与前景
      与晶硅太阳能电池相比,钙钛矿电池的优点是柔性,色彩可调和产品多样化,优良的弱光效应,以及有可能实现极低成本的卷到卷印刷制备。通过开发随插随贴即可用的柔性高性能钙钛矿太阳能电池薄膜,将太阳能电池的安装和使用方式由复杂的、固定的、平面和需要专业技工的安装模式拓展为简单的、更灵活的、可以在不同曲面和自主的安装模式,就能够开拓出可在近期内产业化的使用于消费电子、移动电源、可穿戴电子、柔性能源器件和建筑光伏的钙钛矿太阳能电池薄膜产品,而且拥有非常巨大的市场潜力。