薄膜电池在光伏幕墙中占比56%,其技术壁垒的核心在于弱光性能和功率温度系数两项特性:弱光性能让电池在低辐射强度下仍能发电,功率温度系数则决定了其在高温环境下的发电表现。这两项特性恰好匹配光伏幕墙“非标建筑、有透光需求、常受阴影遮挡”的应用场景,构成了晶硅电池难以替代的技术门槛。

光伏幕墙场景为何天然倾向薄膜电池

光伏幕墙与光伏屋顶的应用逻辑截然不同。在屋顶场景中,晶硅类电池占比高达90%,但在光伏幕墙方面,薄膜类电池的占比达到56%。这一倒挂现象源于幕墙的特殊需求:幕墙是非标建筑,同时有透光需求,而薄膜电池在制备中可通过激光划刻改变光伏组件透明度,能方便地集成在特殊形状的建筑物上,具备安装优势。

更关键的是,幕墙在太阳东升西落的过程中并不总能受到直射,经常受阴影遮挡。薄膜电池的弱光性能使其在太阳辐射强度很低时仍具备发电能力,每天可发电时间多于晶体硅电池;同时其功率温度系数优于晶体硅电池,在高温下表现更好,相同功率下发电量更多。这两项特性叠加,使薄膜电池能更大效率地提高光伏幕墙发电量。

技术特性如何转化为产业壁垒

薄膜电池的技术优势并非孤立存在,而是沿着产业链传导为结构性壁垒。薄膜电池的制备大多使用在线大面积沉积或溅射镀膜工艺,这直接催生了对TCO玻璃(薄膜电池的重要组件)的需求。而TCO玻璃行业本身壁垒极高:镀膜设备单平投资高达139元,且行业严禁新增浮法玻璃产能,拥有超白玻璃原片窑炉的企业仅有少数头部玩家。这意味着薄膜电池的技术路线一旦确立,其上游关键材料就形成了难以短期突破的进入门槛。

从转换效率看,薄膜电池中的钙钛矿技术路线仍在爬坡阶段——实验室小电池片最高转换效率与晶硅的TOPCon、异质结电池处于同一区间,但玻璃基中试组件(面积大于900平方厘米)的效率则明显低于晶硅量产水平。这也解释了为何薄膜电池的竞争壁垒不在效率绝对值,而在场景适配性:幕墙场景中,弱光发电时长与高温表现带来的全时段发电量增益,可以部分对冲转换效率的差距。

常见问题

薄膜电池的弱光性能具体指什么?

指在太阳辐射强度很低时仍具备发电能力。光伏幕墙常受阴影遮挡,无法全天直射,弱光性能使薄膜电池每天可发电时间多于晶体硅电池,从而提升整体发电量。

功率温度系数如何影响幕墙发电?

功率温度系数反映电池在高温下的发电表现。薄膜电池的功率温度系数优于晶体硅电池,在高温下表现更好,相同功率下发电量更多。建筑幕墙表面温度通常较高,这一特性在夏季尤为关键。

薄膜电池的转换效率未来还有提升空间吗?

有。以钙钛矿为代表的薄膜技术路线,其实验室小电池片最高转换效率已接近晶硅电池水平,但玻璃基中试组件效率仍较低,说明从实验室到量产之间仍有较大改进空间。随着工艺迭代,薄膜电池的效率天花板有望逐步抬升。