钙钛矿/PERC叠层改造存量产线赛道目前的竞争格局,可梳理为三类玩家:以黑晶光电为代表的钙钛矿/PERC叠层技术先行者、布局钙钛矿/晶硅叠层的传统光伏巨头,以及切入钙钛矿单结或全钙钛矿叠层的新进入者。其中黑晶光电采用钙钛矿与钝化发射极与背电极太阳电池(PERC)结合的叠层电池技术,官方表述为可对现有产线直接升级;其串联型钙钛矿/PERC叠层电池在AM1.5标准太阳光谱下达到26.1%的光电转换效率,并称该技术路径可将太阳电池转换效率提高到35%以上。整体看,该赛道仍处产业化早期,多数产线以中试为主、体量不大。
一、技术路线:叠层是“平台型技术”,PERC是其中一条
钙钛矿层透明,只需在常规组件玻璃上涂敷钙钛矿层,外层玻璃与内部晶硅层可分别吸收阳光。其原理是不同材料的禁带宽度与可吸收光谱波段不同,叠层后可尽可能吸收全光谱范围内的光子、减少能量损耗。
理论上钙钛矿可与任何晶硅路线形成叠层,具体搭配取决于企业自身布局。目前可见的路线包括钙钛矿/异质结(HJT)、钙钛矿/TOPCon、钙钛矿/PERC,以及钙钛矿与钙钛矿的全钙钛矿叠层、钙钛矿与铜铟镓硒薄膜叠层。需要留意的是,在晶硅上增添钙钛矿的叠层工艺,难度要高于单纯做钙钛矿。
二、主要参与者与技术路线对照
| 企业 | 研发方向 | 已披露进展要点 |
|---|---|---|
| 黑晶光电 | 钙钛矿/PERC叠层 | 可对现有产线直接升级;2019年12月在标准太阳光谱下实现23.5%光电转换效率;2020年12月串联型钙钛矿/PERC叠层电池在AM1.5标准太阳光谱下达到26.1%;称该路径可将效率提高到35%以上 |
| 隆基股份 | 钙钛矿/HJT叠层 | 2021年2月公布“一种叠层电池及其制作方法”专利 |
| 华晟新能源 | 钙钛矿/HJT叠层 | 2021年完成异质结/钙钛矿叠层电池中试开发;已实现M6尺寸大面积钙钛矿层均匀制备 |
| 中来股份 | 钙钛矿/TOPCon叠层 | 2020年9月与南京大学及姜堰经济开发区设立先进光电技术研究院,实现转化效率>26%的叠层太阳能电池技术 |
| 晶科能源 | 钙钛矿/TOPCon叠层 | 已完成高质量、大面积钙钛矿薄膜制备工艺开发;2022年6月合作制备单片钙钛矿/TOPCon叠层器件,效率达27.6% |
| 曜能科技 | 钙钛矿晶硅叠层 | 2019年建成研发中心;2020年与神华光伏签订战略合作协议 |
| 通威股份 | 钙钛矿晶硅叠层 | 2022年7月披露已全面展开钙钛矿/硅叠层电池技术等前沿电池技术研究开发 |
从产线形态看,晶硅钙钛矿叠层方向已有杭萧钢构(合特光电)、东方日升等布局,多为中试线或试验线;全钙钛矿叠层方向则有仁烁光能的10MW中试线与150MW量产线规划。
三、竞争态势:巨头做储备,新玩家谋单结
两类玩家的思路存在差异:传统晶硅厂商更愿意布局叠层,出发点偏向技术储备,叠层本身也是平台型技术,不限于钙钛矿;新玩家则更愿意做单结电池,希望借此切入差异化路径。
从体量判断,钙钛矿当前出货体量很小,现阶段主要应用场景是给晶硅打辅助、做叠层电池。规划产能远大于在建产能,说明行业整体仍处探索阶段。另需注意,钙钛矿是一体化工艺,做完电池组件即完成,因此披露效率多为组件端;晶硅常谈电池端效率,而电池到组件需封装并产生损耗,比较时应以两种技术最终的效率为准。
常见问题
钙钛矿/PERC叠层改造存量产线的核心优势是什么?
黑晶光电的钙钛矿/PERC叠层技术,官方表述为可对现有产线直接升级,这是它区别于钙钛矿/HJT、钙钛矿/TOPCon等路线的一个特点。该路线下,串联型钙钛矿/PERC叠层电池已在AM1.5标准太阳光谱下达到26.1%的光电转换效率,并称可将效率提高到35%以上。
这个赛道目前有哪些主要玩家?
可大致分为三类:一是以黑晶光电为代表的钙钛矿/PERC叠层路线;二是隆基股份、华晟新能源、中来股份、晶科能源、通威股份等布局钙钛矿/晶硅叠层的传统光伏企业;三是曜能科技、仁烁光能等切入钙钛矿叠层或单结方向的新进入者。
现在判断龙头格局成熟吗?
尚不成熟。钙钛矿规划产能远大于在建产能,多数产线以中试为主、体量不大,行业整体仍处探索阶段。各家技术路线与量产节奏差异较大,商业化突破情况还需以各公司后续公开披露及第三方实测为准。