染料敏化电池:干了15年工艺,说点圈里不敢说的真话

去年接了一个北方户用光伏的试订单,装了10平米染料敏化电池的柔性组件,放屋顶晒了12个月,拆下来测,初始效率11.2%,现在只剩1.4%。87%的效率没了,你敢信?

当年吹上天的柔性光伏黑马,实测就是另一回事

说白了就是染料掉了。只要封装出一丢丢缝隙,水汽进去,二氧化钛纳米孔隙里吸附的敏化染料直接就析出了。北方冬天昼夜温差差超过30度,白天结露晚上冻胀,封装胶膜一年就开缝,不到一年整个电极全毁。 很多论文里的数据,都是实验室恒温恒湿、1sun光照下测1000小时出的结果。那跟户外风吹雨淋霜冻雾霾,根本不是一个物种。
户外老化12个月染料敏化电池组件变色图
户外老化12个月染料敏化电池组件变色图
我之前跟某大学团队合作,他们拿了项目经费,实验室测出来稳定性超棒,说能撑5年,结果拿出去中试,不到两年,一半组件废了。说白了,实验室都是理想条件,工业化要应对的全是幺蛾子。

成本账根本算不通,别拿实验室成本忽悠人

成本账根本算不通,别拿实验室成本忽悠人
成本账根本算不通,别拿实验室成本忽悠人
这么多年,染料敏化电池最大的卖点就是“不用高纯硅,成本远低于晶硅光伏”。扯犊子。你算过全链条成本吗? 早年用钌基染料,一克钌现在价格快两万,你做一平米组件就要用0.2克,光染料成本就四千,疯了才会用。后来改有机染料,说成本降下来了,那有机染料的提纯要求多狠你知道吗?我在中试线测过,批量合成的有机染料,纯度必须到99.99%才能用,哪怕0.01%的杂质,都会抢光生电子,效率直接掉三个点以上。提纯一次,成本直接翻三倍,算下来比你用硅片还贵。 还有电解质,现在最稳定的还是液态碘电解质,封口难度多大?我试过100个柔性组件封口,就有7个漏液,漏出来的碘直接腐蚀电极和封装,一个漏就是整块报废。换凝胶固态电解质?电导直接掉40%,效率上不去,发不出电,还是没用,说白了就是拆东墙补西墙。 还有基底,你要透光导电,现在用的FTO导电玻璃,每平米出厂价就要18块,比晶硅光伏用的超白压花玻璃贵三倍,做柔性基底用ITO镀膜PET,价格更贵,寿命还更短,晒两年ITO就氧化电阻翻十倍。算下来每瓦发电成本比现在的TOPCon还贵两毛,谁会傻到用?

产业化绕不开的硬坑,没人敢明说

产业化绕不开的硬坑,没人敢明说
产业化绕不开的硬坑,没人敢明说
第一个坑,光漂白。不管你是什么染料,只要天天晒紫外线,染料分子的共轭双键就会慢慢断,只是快慢的问题。我测过现在市面最好的纯有机染料,1000小时氙灯老化,效率掉30%,这是分子层面的天生缺陷,你改结构改到天荒地老,也挡不住紫外线断键。根本绕不开。 第二个坑,电子复合。二氧化钛多孔层的界面,只要有一点点缺陷,光生电子就会跟电解质里的碘离子反应,白白浪费掉。说白了就是你产生十个电子,有四五个半路跑了,根本到不了外电路,效率怎么提?现在实验室最高效率也就14%出头,批量做出来能稳定到8%就烧高香了,8%的转换效率,同样面积发的电只有晶硅的三分之一,回本要十五年,谁装? 第三个坑,危废回收。现在光伏都要求企业承担回收责任,染料敏化电池里的碘、有机染料、残余贵金属,根本没办法低成本回收,拆下来就是危废,处理一吨要花八百多块,这个成本加进去,整个产业链根本赚不到钱。 说实话,我见过至少三家创业公司,拿染料敏化电池的概念融了好几个亿,最后钱烧完,连一条100MW的量产线都开不出来。所有的技术突破,全停在论文和实验室小样品上,一放大全是问题。 现在市面上偶尔还有人吹染料敏化电池是柔性光伏的未来,说白了,就是实验室好发文章,资本市场好圈钱,真到产业化,这些硬坑一天不解决,一天就不可能做起来。就这么回事。
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