摘要：太阳能正在引领全球向清洁能源过渡，预计 2024 年将新增 593 GW 的新增装机容量。 硅基太阳能电池板在该行业中占据主导地位，可提供 20-25% 的效率并持续 25-30 年。然而，它们也有缺点：生产成本高、结构刚性好、重量重，这限制了它们在屋顶和大型
太阳能正在引领全球向清洁能源过渡，预计 2024 年将新增 593 GW 的新增装机容量。 硅基太阳能电池板在该行业中占据主导地位，可提供 20-25% 的效率并持续 25-30 年。然而，它们也有缺点：生产成本高、结构刚性好、重量重，这限制了它们在屋顶和大型太阳能发电厂的应用。硅的提取和加工还需要大量的能源和资源，从而对环境造成影响。
一个很有前途的替代品是钙钛矿，这是一种具有特殊吸光特性的有机晶体，可以使太阳能电池更便宜、更轻、用途更广。与硅不同，钙钛矿可以使用印刷或涂层等低成本技术制造，从而大大降低生产费用。它还可以应用于柔性表面，在传统面板不起作用的地方（如车顶、建筑窗户等）实现太阳能。此外，层状钙钛矿电池可以调整为吸收更广光谱的阳光，从而实现比单独使用硅更高的效率。
然而，耐用性仍然是一个主要挑战，目前的钙钛矿电池降解速度远快于硅电池，并且制造通常依赖于阻碍大规模生产的有毒溶剂。
Flame Security International 与 TRaCE 和 UNSW 合作应对这些挑战。通过改进生产方法，研究人员的目标是使钙钛矿太阳能电池更耐用且可扩展，从而在商业上可行，从而彻底改变太阳能行业。
从左到右：Flame Security International 董事总经理、联合创始人兼董事会成员 Justin Rooney;Flame Security International 业务发展总监 Jude Wild;Professor Guan Yeoh，新南威尔士大学首席研究员;以及 Flame Security International 首席执行官兼联合创始人 Tony Overstead。
该团队正在开创一种优化的钙钛矿太阳能电池真空沉积方法。
为什么选择真空沉积？
生产钙钛矿太阳能电池的传统方法（例如溶液处理）依赖于需要有毒溶剂的液体基涂层。这些溶剂可能成本高昂、对环境有害且难以扩大规模以进行大规模生产。相比之下，真空沉积是一种干式工艺，无需使用危险化学品，使其更安全、更可持续。
此外，真空沉积可以精确控制每一层的形成方式，确保最终太阳能电池具有更好的均匀性和稳定性。这一点至关重要，因为钙钛矿薄膜中的小缺陷或不一致会导致快速降解和效率损失。
项目概况
本项目旨在利用真空沉积技术开发高效钙钛矿太阳能电池，以解决传统生产方法的局限性。研究人员将优化太阳能电池的每一层，以实现最佳性能和使用寿命，并仔细调整沉积速率和温度等参数。该项目的一个关键部分是表征和分析每个变量如何影响电池效率，从而能够对工艺进行微调。目标是将这种方法扩大到商业生产规模，目前正在开发一个大面积的概念验证原型，以证明该技术大规模部署的可行性。
为了加快进展，该团队正在探索与专门从事电视屏幕制造的韩国公司合作，因为他们在真空沉积技术方面拥有丰富的专业知识。这些公司可以生产任何尺寸的屏幕，这与团队开发 1m × 2m 太阳能电池板的目标一致。
“通过改进这种可扩展且商业上可行的方法，该项目有可能彻底改变太阳能制造，使清洁能源更容易获得和负担得起，同时加速向净零排放过渡，”新南威尔士大学机械与制造工程学院首席研究员 Guan Heng Yeoh 教授说。
目前，钙钛矿太阳能电池板的生产并不比硅基光伏便宜，但如果该团队成功扩大真空沉积工艺并满足高需求，制造成本将降至传统硅电池板以下。
通过解决降解方面的关键挑战，该技术有可能降低平准化度电成本 （LCOE） 并扩大钙钛矿在柔性透明表面中的应用。
“成功的商业化可以加速基于钙钛矿的太阳能组件的采用，降低太阳能成本并融入新市场，”Flame Security International 首席执行官兼联合创始人 Tony Overstead 说。
此外，扩大生产可以增强澳大利亚在先进太阳能技术方面的领导地位，同时促进清洁能源和制造业的增长。
该项目有可能在澳大利亚的可再生能源行业创造高科技就业机会和投资机会。最终，这些创新可以通过用更高效的太阳能解决方案取代基于化石燃料的能源生产，为全球脱碳努力做出重大贡献。
随着最近通过 TRaCE 获得资金，新南威尔士大学和 Flame Security International 之间的合作伙伴关系有望向前迈出重要一步。在项目进行期间，TRaCE 的持续支持对于应对未来的技术和商业挑战非常重要。
“TRaCE 的资金将为我们改进和扩大钙钛矿太阳能电池的真空沉积工艺奠定基础。这种支持对于从实验室规模测试过渡到商业上可行的大规模生产就绪解决方案至关重要，它将帮助我们实现商业化过程中的关键里程碑，使我们能够高效、大规模地将这项突破性技术推向市场。 “Guan Heng Yeoh 教授说。
随着项目的进展，TRaCE 将促进行业联系，提供专业知识，并指导大规模商业化的道路，以推动向清洁能源和净零排放的过渡。
来源：陈讲运清洁能源