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鈣鈦礦與矽的協奏曲:英國 Oxford PV 商業化鈣鈦礦太陽能電池


勃蘭登堡,德國 - 在勃蘭登堡州邊緣的一個工廠裡,英國公司 Oxford PV 正在這裡開發鈣鈦礦太陽能電池。這家被野草和寬敞停車場包圍的工廠,可能就是這一潛在革命性技術的搖籃。


Oxford PV 的首席技術官 Chris Case 認為這家工廠是他夢想成真的地方。他對這裡的工作充滿了熱情和期待。而他的公司並不是唯一看好鈣鈦礦的企業。全球許多公司都在將賭注押在這種新型材料上,希望加速全球向可再生能源的轉變。


雖然市場上已經有一些基於鈣鈦礦的光伏產品,但更多的產品預計將很快推出。Oxford PV 預計明年中期將推出包含鈣鈦礦光伏電池的太陽能板。此外,韓國首爾的矽光伏製造商 Hanwha Qcells 也計劃在2024年底之前投資1億美元用於鈣鈦礦和矽的串聯電池試驗生產線。


目前,約有95% 的太陽能板使用矽作為主要材料。然而,Oxford PV、Qcells 和其他公司正在嘗試將鈣鈦礦與矽結合,製造出所謂的串聯電池。這些新型電池能夠吸收更多波長的太陽光,相比單獨使用矽電池,其能量轉換效率至少提高了20%。一些專家甚至預測,效率提升可能會更大。


鈣鈦礦技術的支持者認為,這些串聯電池所產生的額外電力將彌補其實施成本,尤其適用於土地稀缺的城市地區和工業園區。然而,鈣鈦礦相較於矽,在濕度、熱量和光線的影響下性能下降速度更快,這是目前極需解決的問題。儘管如此,Oxford PV 和其他公司正在積極研究以克服這些挑戰。


雖然鈣鈦礦技術仍面臨挑戰,但它在太陽能行業中的潛力不容小覷。從最初僅能將3.8%的太陽能轉化為電力的鈣鈦礦電池,到如今達到了26.1%的轉換效率,其進步不容忽視。這一進展不僅顯示了鈣鈦礦作為太陽能電池材料的巨大潛力,而且因為其需要較薄的光吸收層和使用廣泛可得且成本效益高的材料,這種新型太陽能電池對環境的影響相對較小。


然而,有分析師指出,儘管鈣鈦礦技術具有潛力,但在短期內可能無法對太陽能市場產生顯著影響。中國的太陽能板製造業迅速擴張,加上矽模塊的高成本效益和效率,使其成為市場的主導力量。為了實現氣候目標,全球太陽能發電能力需要從2022年的1.2太瓦增加到2050年的75太瓦。這意味著到了2030年代中期,安裝量需要每年超過3太瓦。


總而言之,鈣鈦礦技術即將面臨其最大的挑戰:在競爭激烈的光伏市場中取得一席之地。這一技術的未來取決於其能否成功克服目前所面臨的穩定性和耐久性挑戰,以及是否能在成本效益和大規模生產方面與矽技術相抗衡。


參考文獻及圖片來源:

New type of solar cell;



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