光伏材料的发展史—多晶硅

1975年，美国无线电公司发明了世界第一种非晶硅薄膜电池，光电转换效率是5.5%，虽然不高，但也是新能源的曙光，由于质地薄且柔软，可以覆盖在各种设备和建筑表面，使得这种材料在缺煤少油的日本，得到了长足的发展，日本先后投入了大量资源，很快就引领非晶硅电池的发展，咱们现在用的太阳能计算器，最初就是日本推向市场的非晶硅电池产品。在1996-2004年间，日本在这方面是有绝对优势的，但日本有个老毛病，那就是吃独食，跟氢能一样，光想吃绝食，最后成绝户。日本光伏企业坚持技术壁垒，就是为了独占全球市场，结果跟现在的氢能源一样，大家另辟蹊径，不带他玩了，国际上开始转向多晶硅技术，

1955年德国西门子，搞出了“西门子法”，但投入产出比低，还产生有毒物质，总之，不太理想，后来电脑出现，半导体飞速发展，多晶硅的需求不断增加，各国不断优化“西门子法”，最终，德国在2004年，已经占据全球光伏市场份额的80%以上，日本又又又点错技能树了。

直到2007年，我们在光伏产业这块都是白纸一张，但“先胖不是胖，后胖压倒炕”，在国内进口的第一条多晶硅生产线上，我们就是搞研发，总之，就是不出四年，我们多晶硅产能便世界第一了。

外国想凭借钙钛矿颠覆中国在光伏产业的龙头地位，到底行不行？别急，我们前面讲了中国搞定了多晶硅，再来说说下一个目标—单晶硅，最后再说说这个钙钛矿。

光伏材料的发展史—单晶硅

单晶硅才是最早实用化的光伏电池，只不过成本太高，一直没有市场优势，大家又都忙着发展多晶硅，但是中国擅长“两手抓”，2013年隆基横空出世，用金刚线切割工艺和直拉单晶技术，使单晶硅的成本下降20%。众所周知，光伏发电是要追求更高的光电转换效率的，100分太阳光能照射下来，能留下多少能力转换成电能？日本在2017年创造了单结晶硅26.7%的转换率，只不过这个记录只保持了五年，2022年，隆基提高到了26.81%，别看只有0.11个百分点，但在光电转换里，0.1%都是壁垒般的突破了。

这都快让那些发达国家绝望了，技术是他们先发现的，环保新能源是他们先提出的，领头羊也该是他们的才对，怎么事态“诡异”的变化了！？

于是，他们闷头去找新的光伏材料，力求打破中国“垄断”，2009年日本科学家在研究太阳能电池新材料的时候，无意发现钙钛矿光反应性非常好，首次使用钙钛矿电池发电，但效率只有可怜的3.8%，谁能想到，现在已经接近30%了，马上，西方各大科学领域的大佬们，纷纷叫好“钙钛矿”。

光伏材料的发展史—钙钛矿

钙钛矿既不含钙，也没有钛，更不是矿，就是一大类晶体结构相同的化合物，鸡蛋壳主要成分碳酸钙，也能算是一种“钙钛矿”，如今晶硅电池29.4%的转换率，算是摸到了天花板了，钙钛矿目前的光电转换效率已经达到了31.3%，而三层理论效率可以超过50%，确实前途无量。

只为打破中国在光伏市场的龙头地位，备受资本市场追捧的“钙钛矿”，其量产不过5000片电池，八字没一撇的事，可见西方国家在光伏这块是真的“急了”。

钙钛矿的优缺点

钙钛矿的优点前面说了，光电转换效率高算一个，其次，生产效率也高，从化工原料到组建成型，只需要45分钟，而晶硅需要三天起步。最后，钙钛矿原材料更便宜，成本价只有晶硅电池的二十分之一，还不像晶硅那样供不应求。投入少，制作流程短，成本低，听上去是真好，但是钙钛矿也不是没有缺点，那就是稳定性差，寿命比较短，制约了商业化应用。

稳定性差算是个世界科学难题，钙钛矿容易受到温度和湿度的影响，化学键合作用弱，钙钛矿电池在使用几个月后就失去了10%的电池效率，而硅电池在30-40年后还可以保持80%的性能。

有这样的缺点又如何，他们追捧的目的本就是“弯道超车”中国，2020年美国能源部宣布投入2000万美元研发钙钛矿光伏技术，2022年再次追加5600万美元支持替代多晶硅的太阳能技术。日本媒体更是夸张，说要借助钙钛矿光伏电池打翻身仗。

没成想，咱们对钙钛矿的研发和生产并不落后任何国家。当年我们“一穷二白”，原材料、核心设备和技术都依赖进口，如今我们光伏产业是自主可控程度最高的制造业之一。况且，钙钛矿并不是晶硅的敌人，是并肩作战的战友，在串联电池中，将钙钛矿层堆，叠在硅电池的顶部，吸收不同波长的光，可以获得互补的能量，所以在晶硅拥有巨大优势的中国，怎么可能会被弯道超车呢！？

","gnid":"9015eabb47fe3fa18","img_data":[{"flag":2,"img":[{"desc":"","height":"376","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t011a2579da8d3bf1cc.jpg","width":"536"},{"desc":"","height":"726","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01d4714c3b27e44b2b.jpg","width":"1200"},{"desc":"","height":"780","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t010557a9230e05d2c2.jpg","width":"1080"},{"desc":"","height":"500","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0162ecb207c719de63.jpg","width":"889"}]}],"original":0,"pat":"art_src_3,fts0,sts0","powerby":"pika","pub_time":1694685780000,"pure":"","rawurl":"http://zm.news.so.com/9d8c15b3841b0702806bdbe3159e75a5","redirect":0,"rptid":"d4aed86b90cd727b","rss_ext":[],"s":"t","src":"宇宙搜索队","tag":[{"clk":"keconomy_1:西门子","k":"西门子","u":""},{"clk":"keconomy_1:弯道超车","k":"弯道超车","u":""},{"clk":"keconomy_1:美国","k":"美国","u":""}],"title":"国外想在光伏电池技术上“弯道超车”中国，连美国都两次下注！

赵茅侦3071单晶硅,多晶硅及非晶硅太阳能电池的区别是什么?
全蚀甘15080071324 ______ 单晶硅,多晶硅及非晶硅太阳能电池的区别单晶硅太阳电池:单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施

赵茅侦3071什么是微晶硅?跟多晶硅有何区别
全蚀甘15080071324 ______ 纳米晶硅(nc-Si)同非晶硅(a-Si)一样是硅的一种同素异型体.和非晶硅的区别在于,纳米晶硅具有小的无定形态的硅晶粒.相比之下,多晶硅完全由晶界相隔的硅晶体颗粒构成.纳米晶硅有时也被称为微晶硅(µc-Si).差别只在于晶粒的颗粒大小.大部分颗粒大小在微米量级的材料实际上是精细颗粒多晶硅,所以纳米晶硅是一个更好的词.

赵茅侦3071无定型硅,低温多晶硅,单晶硅,多晶硅都有什么区别,适用性是什么 -
全蚀甘15080071324 ______ 非晶硅跟单晶硅和多晶硅的区别:1、结构组成: 单晶硅是硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体.不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料.多晶硅是单质硅的一种形态.熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石...

赵茅侦3071单晶硅和多晶硅的区别 -
全蚀甘15080071324 ______ 单晶硅硅有晶态和无定形两种同素异形体.晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质. 单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动...

赵茅侦3071单晶硅、多晶硅、非晶硅的太阳能移动电源哪个好? -
全蚀甘15080071324 ______ 最近苹果貌似研究出了太阳能充电iphone6,用的可能就是非晶硅柔性面板,便于太阳能充电.多晶和单晶相比,后者充电效率较高,约高出2-6个百分点,不过不是很实用.本身转换效率低,一般不足20%.

赵茅侦3071单晶硅和多晶硅电池片在外观上有什么区别? -
全蚀甘15080071324 ______ 一、形状不同 1、单晶硅:单晶硅棒呈圆柱状,切片制作太阳能电池也是圆片,组成太阳能组件平面利用率低. 2、多晶硅:多晶硅是方形基片,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料. 二、颜色不同 1、单晶硅:单晶...

赵茅侦3071单晶硅、多晶硅和非晶硅哪种太阳能充电板比较好?
全蚀甘15080071324 ______ 单晶硅个多晶硅在应用领域有点小小区别多晶硅一般用于太阳能路灯之类;单晶硅因为在纯度上较好,如果使用同一转换芯片的话单晶硅转换效率会高点非晶硅属于一种化合物和晶硅体的混合,在只要有光照的情况下就能发电;常见的我们使用的计算器上面都会载有一小片非晶硅; 整体来说各有各优势,单晶硅和多晶硅的价格现在市场价差不多一样了,非晶硅价格稍微低点,但是转换效率没有单、多晶硅那么高;

赵茅侦3071单晶硅多晶硅非晶硅的区别有哪些?
全蚀甘15080071324 ______ 这种制备非晶硅薄膜的工艺,主要取决于严格控制气压、流速和射频功率,对衬底的温度也很重要

赵茅侦3071什么是微晶硅?跟多晶硅有何区别 -
全蚀甘15080071324 ______ 纳米晶硅(nc-Si)同非晶硅(a-Si)一样是硅的一种同素异型体. 和非晶硅的区别在于,纳米晶硅具有小的无定形态的硅晶粒.相比之下,多晶硅完全由晶界相隔的硅晶体颗粒构成.纳米晶硅有时也被称为微晶硅(µc-Si).差别只在于晶粒的颗粒大小.大部分颗粒大小在微米量级的材料实际上是精细颗粒多晶硅,所以纳米晶硅是一个更好的词.

赵茅侦3071单晶硅和多晶硅的区别?哪种比较好?
全蚀甘15080071324 ______ 单晶硅硅有晶态和无定形两种同素异形体.晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质. 单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控...

（编辑：自媒体）