隆基、晶科、中来等光伏龙头在钙钛矿叠层电池领域的技术路线与产业化进度各有侧重,目前尚处研发与中试阶段,尚无企业实现大规模量产,竞争格局尚未定型。各企业主要围绕钙钛矿与不同晶硅路线的叠层展开布局,差异化体现在底电池选择(HJT、TOPCon、PERC)及合作研发模式上。
技术路线与研发进展
钙钛矿叠层电池的核心思路是利用钙钛矿层透明、可吸收不同光谱的特点,与晶硅底电池结合,提升全光谱利用效率。理论上钙钛矿可与任何晶硅路线搭配,各企业依据自身技术储备选择了不同方向。
- 隆基股份布局钙钛矿/HJT 叠层,已于2021年2月公布相关专利,专利涉及底电池、空穴传输层、钙钛矿吸收层及透明导电层的叠层结构。
- 华晟新能源同样走钙钛矿/HJT 叠层路线,2021年完成中试开发,已实现M6尺寸大面积钙钛矿层均匀制备,计划2023年进行小规模电站试验,2025年实现百兆瓦量级生产出货。
- 中来股份选择钙钛矿/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,对电池结构、厚度、能带和电流损失进行优化,目标实现转化效率>26% 的叠层太阳能电池技术,研发项目总投资700万元。
- 晶科能源也布局钙钛矿/TOPCon 叠层,共计划投资4895万元,已完成高质量、大面积钙钛矿薄膜制备工艺开发;2022年6月与澳大利亚国立大学、北京大学合作制备单片钙钛矿/TOPCon叠层器件,效率达27.6%。
- 黑晶光电采用钙钛矿/PERC 叠层技术,可对现有PERC产线直接升级;2020年12月其串联型钙钛矿/PERC叠层电池在标准太阳光谱下转换效率达26.1%。
产业化进度对比
当前钙钛矿叠层电池整体处于中试或试验线阶段,尚无大规模量产。下表梳理了主要企业的研发方向与阶段:
| 企业 | 研发方向 | 研发/量产阶段 |
|---|---|---|
| 隆基股份 | 钙钛矿/HJT 叠层 | 2021年公布专利 |
| 华晟新能源 | 钙钛矿/HJT 叠层 | 2021年中试完成,2025年计划百兆瓦出货 |
| 中来股份 | 钙钛矿/TOPCon 叠层 | 与南京大学合作研发,目标>26% |
| 晶科能源 | 钙钛矿/TOPCon 叠层 | 完成大面积薄膜工艺开发,器件效率27.6% |
| 黑晶光电 | 钙钛矿/PERC 叠层 | 2020年效率达26.1%,可升级现有产线 |
从整体行业看,截至相关数据统计时点,钙钛矿在建产能超过1GW,规划产能超过27GW,说明行业仍处于探索阶段,企业尚未大规模下注。
常见问题
钙钛矿叠层电池当前的技术瓶颈是什么?
钙钛矿叠层电池的主要挑战在于大面积制备时效率下降明显,且叠层工艺比单纯钙钛矿电池更复杂。目前多数企业仍在中试或试验线阶段,大规模量产尚未实现。
隆基、晶科、中来三家的技术路线有何本质区别?
隆基和晶科分别选择HJT和TOPCon作为底电池,均属于下一代晶硅技术;中来同样选择TOPCon路线,但更侧重与南京大学的产学研合作。黑晶光电则选择与现有PERC产线兼容的路线,可降低升级成本。
钙钛矿叠层电池的产业化时间表如何?
华晟新能源规划2025年实现百兆瓦量级生产出货,其他企业多数处于中试或专利阶段。行业整体仍需经历从实验室到量产线的效率与良率爬坡过程,预计大规模商业化仍需数年时间。