鈣鈦礦疊層的技術(shù)方向主要分為兩類:鈣鈦礦/晶硅疊層電池、鈣鈦礦多層疊層電池。簡單來說,前者是指將鈣鈦礦電池串聯(lián)在晶硅電池表面,后者是指將鈣鈦礦電池串聯(lián)在鈣鈦礦電池表面。鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽電池結(jié)合了晶硅、薄膜電池的優(yōu)點,通過組合的優(yōu)勢,拓寬了吸收光譜,獲得更高的光電轉(zhuǎn)化效率。
對于鈣鈦礦/晶硅疊層電池,鈣鈦礦可以與TOPCon、HJT等晶硅電池組成疊層電池。目前絕大多數(shù)的疊層電池轉(zhuǎn)化效率世界紀錄都是基于鈣鈦礦/TOPCon或鈣鈦礦/HJT,而很少有疊層BC電池。那是為什么?
鈣鈦礦/晶硅疊層電池有多種配置方式,常見的配置方法有二端疊層(2T)與四端疊層(4T)。從工藝難度來看,最容易實現(xiàn)的是機械堆疊的四端疊層電池。四端疊層電池的兩個子電池獨立制作,并且它們僅在光學(xué)上存在聯(lián)系,電路相互獨立,可以理解為鈣鈦礦和晶硅電池只是物理的堆疊,實質(zhì)還是各干各的,各自獨立輸出,所以四端疊層電池會有兩個正極,兩個負極。這樣的電池與現(xiàn)在的組件、BOS、電站設(shè)計不匹配。簡單而言,這種疊層電池容易做,但很難應(yīng)用。
兩端疊層電池是在晶硅電池上直接沉積鈣鈦礦電池制成,通過中間復(fù)合層或隧穿結(jié)將兩個子電池串聯(lián)連接。與機械堆疊的四端電池相比,這種電極大大簡化。這種制備是行業(yè)研究的方向和重點,因為只有這種結(jié)構(gòu)是真正的輸出一個正極和一個負極的疊層電池,電池應(yīng)用特性和現(xiàn)在晶硅電池一樣,與下游和產(chǎn)業(yè)鏈高度兼容,是各家疊層電池研發(fā)的方向,但這種結(jié)構(gòu)只有TOPCon和HJT可以制備,即正負極分別在電池正面和背面的電池,而BC無法用,因為其正負極都在背面。
還有一種三端疊層結(jié)構(gòu),這是專門用于BC電池與鈣鈦礦相結(jié)合制造的三端結(jié)構(gòu)疊層電池,但它會產(chǎn)生三個電極,依舊存在電站應(yīng)用和下游產(chǎn)業(yè)鏈不匹配問題。
從底層邏輯來講,效率從來就不是光伏追求的唯一指標。從電站投資收益的角度來看,影響電站收益的直接因素是光伏組件的單瓦發(fā)電量和單瓦成本,無論是效率、面積還是壽命都要通過單瓦發(fā)電量和單瓦成本來體現(xiàn)。所以,目前而言,就下一代技術(shù)和工藝可行性,TOPCon與鈣鈦礦的二端疊層電池,更適合,能同時推動“增效”和“降本”來實現(xiàn)光伏組件的單瓦成本的降低。