新型钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池生命周期评估：环境效益与能源回收前景

本研究针对新兴钙钛矿光伏技术，评估了2T与4T结构钙钛矿/CIGS叠层电池在TRL 3-4阶段的环境影响。通过全生命周期分析发现，两类配置的全球变暖潜值（GWI）为49-50 kg CO2eq/m2，单位发电碳足迹仅3.2-5.6 g CO2eq/kWh，能源回收期（EPBT）缩短至0.74-0.76年，为下一代光伏技术的可持续发展提供关键数据支撑。

　　

钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells）作为突破性光伏技术，其效率潜力已超越传统单晶硅电池。本研究采用生命周期评估（LCA）方法，对处于技术成熟度（TRL）3级的两端（2T）和4级的四端（4T）钙钛矿/铜铟镓硒（CIGS）叠层太阳能电池进行环境效益分析。研究范围涵盖从原材料获取到产品生产的全流程，重点评估每平方米电池、每千瓦峰值模块容量（kW_p）及每千瓦时发电量（kWh）对应的气候变化影响。结果显示：2T与4T配置的全球变暖影响（GWI）分别为49和50 kg CO₂eq/m²，170与174 kg CO₂eq/kW_p，单位发电碳足迹仅3.2-5.6 g CO₂eq/kWh。敏感性分析指出电力消耗是影响碳排放的关键因素。累计能源需求（CED）达1219-1266 MJ/m²，能源回收期（EPBT）仅0.74-0.76年。预测研究表明，若未实施气候政策，至2050年因欧洲能源结构变化将使制造环节碳排放增加4%；而严格气候政策则可减排77%。该研究为新型光伏技术的环境效益量化及低碳化发展提供了重要科学依据。