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日本豪赌钙钛矿,钙钛矿电池或改变能源游戏规则。
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2023-06-28 16:13:04

 6 月 27 日消息,据日媒,丰田汽车与源自京都大学的日本初创企业 Enecoat Technologies 今日宣布,将共同研发钙钛矿型光伏电池,并力争到 2030 年将其搭载在纯电动汽车的车顶等部位。

丰田目前已经为部分新能源车型提供在车顶安装光伏电池的选配服务,例如 2023 年上市的普锐斯可搭载 1 平米左右的硅制面板,价格为 28.6 万日元(备注:当前约 14443 元人民币)。在正常的气象条件下,该面板每年可产生行驶约 1200 公里所需的电力。

丰田和 Enecoat 已于 5 月启动车载面板的联合研发,目前的发电效率与硅制面板基本相同,但预计将在未来提高 50%,这也是丰田首次就钙钛矿型光伏电池披露与外部企业的联合研发计划。

丰田可再生能源负责人增田泰造表示,如果将车顶以外的发动机罩等部位也安装上钙钛矿型面板,理论上最多可将发电量提升至目前的 3 倍,即支持行驶 3600 公里。普通私家车的年行驶里程在 1 万公里左右,这意味着其中三分之一的电力消耗可由太阳能提供。如果是日常驾车距离较短的人,则几乎不需要充电。

Enecoat 社长加藤尚哉表示,与硅相比,钙钛矿型光伏电池的制造工序较少,有望降低成本。同时,这种电池面板也易于弯曲,更适应车身较为复杂的形态。不过目前该技术的车用化还存在不少挑战,例如车载所需的数十厘米的大型面板量产还未开始,同时车身震动和淋雨对电池耐久性的影响也是需要考虑和解决的问题。

此前《日本经济新闻》以专家的意见为参考,对太阳能、风能、氢能、核电、二氧化碳回收五个领域备受瞩目的11项脱碳技术的普及程度进行了评估。

  在即将实现商用的领域中,最引人关注的是可能成为游戏规则改变者的下一代太阳能电池——钙钛矿电池。

  七国集团(G7)在4月的气候、能源、环境部长会议《联合声明》中,将“推进钙钛矿太阳能电池等领域的技术革新”与漂浮式海上风力发电并列。这也是该声明首次提及钙钛矿电池这一名词。

 

  钙钛矿电池轻、薄、可弯曲,可以铺设在传统的硅基电池无法覆盖的墙壁表面或是列车车顶。操作工序十分简单,只需涂在需要的位置等待干燥成膜即可,且价格几乎减半。   

        日本化学巨头AISIN宣布,将在2025年实现薄膜钙钛矿太阳能电池的批量生产。

钙钛矿电池优势

一是能耗相对较低,污染相对较小:钙钛矿太阳能电池的生产,不像传统的硅基太阳能电池那样在大尺寸的硅片生产中需要大量的能耗和大量的淡水。

二是制造成本低:硅基电池由于太薄则容易断裂的缺点,所以必须要贴在有一定厚度的玻璃板上。钙钛矿电池则使用ITO/FTO基板,所以在制造成本上非常便宜。在制作工艺上,钙钛矿太阳能电池由溶液法制造,可以用狭缝涂布、打印、刮刀涂布工艺生产,在生产设备上的投资比传统的硅基太阳能电池要小得多。

三是更薄更柔软:钙钛矿电池很好地吸收了第二代太阳能电池的优点,成品特别的轻薄柔软,柔软到可以任意弯曲折叠,在形状上也不像硅基太阳能那么死板,只能是单调的四方形。这种轻薄柔软的特性,使得钙钛矿电池可以贴在建筑的墙壁上,而不需要支撑物,也可以贴在汽车的外壁,可以在更多更广的领域得到应用。可见,钙钛矿电池的优势还是很明显的。为此日本政府斥资2万亿日元,日本的企业也积极参与到钙钛矿太阳能电池产业的开发中。

欧洲PEPPERONI项目于去年11月1日启动,旨在推进欧洲大陆的叠层太阳能光伏电池的制造和产能,重点关注钙钛矿/硅叠层电池,这一项目将持续4年,由“欧洲地平线”计划与瑞士教育、研究和创新秘书处共同资助。

法国光伏组件商Voltec Solar和法兰西岛光伏研究所合作,计划到2030年建设一处规模达5吉瓦的钙钛矿/硅串联太阳能电池“超级工厂”。法兰西岛光伏研究所总经理罗杰·德罗兹多夫斯基-施特雷尔表示,这是一场技术革命,与传统技术目前可实现的最佳效率相比,它不仅能够在光伏组件层面实现30%的效率,还能通过利用回收材料,减少能耗和材料消耗。Voltec Solar公司总经理卢卡斯·韦斯则强调,串联技术将是未来十年的主导光伏技术。

英国牛津光伏公司计划今年推出其商用钙钛矿/硅叠层电池,预计转换效率为27%。该公司也计划在德国柏林附近扩建其试点工厂,并在2030年左右将生产规模扩大到10吉瓦。

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