钙钛矿与PERC叠层电池的技术路线,是在PERC晶硅电池之上叠加一层钙钛矿吸光层,利用两种材料禁带宽度不同、可吸收的光谱波段不同,尽可能覆盖全光谱范围内的光子以减少能量损耗。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,可对现有产线直接升级;2019年12月在钙钛矿晶硅叠层电池领域实现23.5%的光电转换效率,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%,并宣称可将太阳电池转换效率提高到35%以上。 其竞争壁垒主要集中在材料稳定性、大面积制备工艺以及与现有产线的兼容能力三个方面。

技术路线:在晶硅之上"叠"一层

叠层结构的原理并不复杂:钙钛矿层是透明的,只需在常规组件的玻璃上涂敷钙钛矿层,外层玻璃吸收阳光,内部晶硅层同样可以吸收,通过不同材料之间的禁带宽度与吸光波段差异实现互补。

钙钛矿并非只能与某一种晶硅路线搭配。理论上钙钛矿可以和任何晶硅路线形成叠层,也有公司将钙钛矿与TOPCon搭配,主要取决于企业自身的布局选择。黑晶光电走的是钙钛矿/PERC路线,其特点在于可对现有PERC产线直接升级,这与异质结等非主流PERC架构的路线形成区别。

竞争壁垒在哪里

壁垒一:材料稳定性。 钙钛矿电池目前出货体量非常小,产业化仍处早期,材料在长期使用中的稳定性是绕不开的考验。

壁垒二:大面积制备。 钙钛矿的明显弱势在于尺寸上升时效率不可避免下降。实验室小尺寸电池效率与大面积组件效率之间存在落差,能否在放大尺寸的同时保持效率,是产业化的关键门槛。

壁垒三:产线兼容性与工艺难度。 在晶硅上增添钙钛矿,这种叠层工艺要比单纯做钙钛矿更难。大厂布局叠层,并非因为这条路容易突破,而是结合自身优势后做出的选择。

常见问题

钙钛矿/PERC叠层电池目前效率达到多少?

黑晶光电在2019年12月实现钙钛矿晶硅叠层电池23.5%的光电转换效率,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%。该公司宣称采用钙钛矿-硅叠层技术路径,可将太阳电池转换效率提高到35%以上,该目标能否实现需以官方后续公布及第三方实测为准。

为什么钙钛矿要和晶硅做叠层,而不是单独使用?

钙钛矿目前只能做单面,独立用作电池存在浪费,现阶段主要应用场景是为晶硅打辅助、做叠层电池。传统晶硅厂商也有意愿积累叠层技术,因为叠层本身是平台型技术,不限于钙钛矿,双方诉求契合。

钙钛矿/PERC叠层的产业化进度如何?

钙钛矿整体规划产能远大于在建产能,行业仍处于探索阶段。黑晶光电的钙钛矿/PERC叠层路线可对现有产线直接升级,这是其区别于其他叠层路线的特点,但大规模量产进展仍以企业官方披露为准。