钙钛矿电池具有多方面的作用,主要包括以下几点:


  1. 在光伏发电领域5
    • 高效的光电转换:钙钛矿材料对光的吸收能力强,光谱吸收范围广,可以吸收全光谱可见光,光电转换效率不断提升,目前单结钙钛矿电池的光电转换效率已超过 25%,多结电池的转换效率更高,能更有效地将太阳能转化为电能,为太阳能的高效利用提供了新的可能性,有助于缓解能源压力4
    • 降低成本:钙钛矿电池的原材料成本相对较低,且制备工艺相对简单,不需要像传统晶硅电池那样需要高温、高真空等复杂的生产条件,有望降低太阳能发电的成本,推动太阳能在更广泛领域的应用2
    • 灵活应用:钙钛矿电池可以做成柔性器件,能够适应不同的形状和表面,可应用于建筑光伏一体化(BIPV)、车顶光伏等场景。例如,可将柔性钙钛矿电池安装在建筑物的屋顶、外墙、窗户等部位,既可以实现建筑的美观,又能利用太阳能发电;在汽车领域,可将钙钛矿电池安装在车顶,为汽车提供辅助电源46
  2. 在其他能源相关领域
    • 与储能结合:可以与储能系统相结合,将白天多余的太阳能储存起来,在夜间或阴天等光照不足时释放电能,提高能源的利用效率和稳定性。例如,与锂离子电池等储能设备配合使用,形成太阳能储能系统,为家庭、企业等提供稳定的电力供应。
    • 作为光电化学电池:钙钛矿材料在光电化学电池中也有应用潜力,可用于水分解制氢等反应,将太阳能转化为化学能,为氢能的生产提供新的途径。
  3. 在科研和技术开发领域
    • 推动材料科学研究:钙钛矿材料的研究促进了材料科学的发展,为新型半导体材料的设计、合成和性能研究提供了新的思路和方法。研究人员不断探索钙钛矿材料的结构与性能之间的关系,开发出性能更优异的钙钛矿材料,推动了材料科学的进步。
    • 促进光伏技术创新:钙钛矿电池作为新一代太阳能电池技术,其发展激发了光伏技术的创新。研究人员不断改进钙钛矿电池的结构、制备工艺和封装技术等,提高电池的性能和稳定性,为光伏技术的发展提供了新的方向和技术支持。

钙钛矿电池在汽车场景中有以下几种应用方式:


  1. 车顶光伏电池板123
    • 补充车辆电能:在车顶安装钙钛矿光伏电池板,利用其高效的光电转换能力,将太阳能转化为电能,为车辆的动力电池补充电量。当车辆处于停车状态,如在露天停车场或户外长时间停放时,车顶的钙钛矿电池板可以持续吸收太阳能,增加车辆的续航里程。例如,在晴天时,车辆停放一天,车顶的钙钛矿电池板可为车辆补充一定量的电能,满足车主日常通勤的部分用电需求。
    • 降低车辆能耗:在车辆行驶过程中,车顶的光伏电池板也能持续工作,虽然此时的发电效率可能会受到车辆行驶速度、光照角度等因素的影响,但仍然可以为车辆的一些辅助设备供电,如车内照明、音响系统、电子设备充电等,从而降低车辆的整体能耗,提高能源利用效率。
  2. 车身涂层:将钙钛矿电池以涂层的形式应用于车身表面24。这种应用方式可以使车辆的整个车身都成为一个太阳能发电装置,进一步增加车辆的电能获取能力。不过,目前这一技术仍处于试验阶段,需要解决涂层的耐久性、与车身的结合强度等问题。
  3. 车窗玻璃嵌入:在车窗玻璃中嵌入钙钛矿电池24。这样既不会影响车窗的透光性,又能利用车窗面积进行光伏发电。车窗上的钙钛矿电池可以为车辆的一些低功耗设备供电,如车窗的电动升降系统、车窗加热除雾系统等,减少车辆对动力电池的电能依赖。
  4. 车载移动能源:未来,钙钛矿电池技术进一步成熟后,可将其制成便携式的移动能源设备,供车辆在紧急情况下使用。例如,当车辆的动力电池电量耗尽,且无法及时找到充电桩时,可以使用便携式钙钛矿电池为车辆提供临时的电能支持,让车辆能够行驶到最近的充电地点。
结合面板的场景,可能可以做出光电效应,手机手表等设备可搭载弥补手机续航

有很多大公司在进行钙钛矿电池的研发,以下是一些例子:


  1. 隆基绿能:作为全球知名的光伏企业,隆基绿能在钙钛矿电池研发方面投入了大量精力345。2023 年 11 月,其自主研发的晶硅 - 钙钛矿叠层电池效率达到 33.9%,刷新了当时的世界纪录,并且在 2024 年上海 SNEC 展会上,该公司研制的晶硅 - 钙钛矿叠层太阳电池的光电转换效率高达 34.6%,再次刷新了自己创造的纪录3
  2. 协鑫光电:在钙钛矿领域积极布局,是钙钛矿电池研发和产业化的重要推动者。2023 年 12 月 27 日,协鑫光电在江苏省苏州市昆山高新区举行全球首个吉瓦级大规格(2.4 米 ×1.2 米)钙钛矿生产基地奠基仪式,标志着协鑫钙钛矿正式进入吉瓦级商业运营新时代1
  3. 极电光能:专注于钙钛矿电池技术的研发和生产,2023 年 4 月其 GW 级项目开工建设,按照计划将于 2024 年三季度率先建成投产12
  4. 京东方:作为显示领域的巨头企业,京东方也在开展钙钛矿电池相关的研发工作。其在显示技术和材料研发方面的经验和技术积累,为钙钛矿电池的研发提供了一定的优势。并且京东已经优先流出成品和全球最大尺寸的钙钛矿面板。
  5. 中核光电科技(上海)有限公司:由中央企业中国核工业集团有限公司旗下的清洁能源上市公司中国核能电力股份有限公司控股设立,专注于新一代薄膜光伏电池 —— 钙钛矿光伏电池的研发和制造。

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