钙钛矿电池本质上是对传统薄膜电池的升级,被视为第三代高效薄膜类太阳能电池的代表。行业发展经历了从实验室小面积效率突破、组件中试到百兆瓦级产线建设的关键拐点,当前阶段常被类比为大规模量产前的异质结时期,距GW级大产线投产仍需时间。钙钛矿的技术演进逻辑,核心在于其作为薄膜电池的“升级版”,既可与晶硅路线结合做叠层电池,也可独立应用于建筑外立面等场景。

从薄膜到钙钛矿:技术脉络的延续与升级

钙钛矿在本质上与目前主流的晶硅路线相悖,它更像是对以往薄膜电池做出的一个升级。从出货体量上看,钙钛矿目前的体量还非常小,因此现阶段主要的应用场景是给晶硅打辅助,做叠层电池。

钙钛矿电池可以与多种电池结合形成叠层结构,其原理在于不同材料的禁带宽度和可吸收的光谱波段不同。理论上钙钛矿可以和任何晶硅路线形成叠层,包括异质结(HJT)和TOPCon,这主要取决于企业自身的布局。此外,钙钛矿的禁带宽度可以调节,能够自主选择吸收特定波段的光从而呈现不同颜色,美观性优于晶硅,因此很适合用于建筑外立面,也有团队尝试将其应用于新能源车车顶。

产业化进程中的关键拐点

从发展历程看,钙钛矿已经历了几个关键阶段:从实验室小面积效率突破,到组件中试,再到百兆瓦级产线建设。行业内多家企业的在建产能已超过1GW,规划产能则远大于在建产能,说明多数参与者仍处于探索阶段。

当前钙钛矿的发展阶段,可类比为大规模量产前的异质结——异质结历经多年才逐步出现GW级以上的大产线投产,钙钛矿需要经历的时间可能更长。需要特别注意的是,钙钛矿是一体化技术,做完电池组件也就做好了,因此其公布的效率多为组件端效率,与晶硅常谈的电池端效率口径不同,对比时应以两种技术最终的产品效率为准。

常见问题

钙钛矿与异质结是什么关系?

钙钛矿可以与异质结结合形成叠层电池,因为两者在禁带宽度等特性上比较搭配,且都不属于主流的PERC架构。但这种搭配并非唯一选择,钙钛矿理论上可与任何晶硅路线结合,也有企业将钙钛矿与TOPCon进行搭配,主要取决于公司自身的战略布局。

钙钛矿电池的主要应用方向有哪些?

目前主要有两个方向:一是与晶硅结合做叠层电池,传统晶硅厂商更倾向于这一技术储备路径;二是做单结电池,应用于建筑外立面或车顶等场景,新玩家更愿意借此寻求突破。当前钙钛矿只能做单面,独立做电池仍有局限,因此叠层是当下的主要应用方式。

钙钛矿产业化的领先企业有哪些?

在布局钙钛矿的企业中,协鑫光电、纤纳光电和极电光能进展相对靠前。协鑫光电规划的一期产线尺寸较大,对产业具有示范效应;纤纳光电采用溶液打印技术路线,实验室小尺寸电池效率较高;极电光能一期产能规模较大。三家企业股东实力均较强劲,但由于都还没有大批量的量产线,是否能在商业化领域有所突破仍需观察。