钙钛矿叠层电池从实验室概念走向工业化量产，经历了材料体系优化、叠层架构创新、界面钝化工程及大面积制造工艺等多个维度的关键突破。以黑晶光电、中来股份、华晟新能源等企业为代表，中国企业在2020年代已将钙钛矿/晶硅叠层电池效率推至26%以上，标志着这一技术正从研发走向产业验证阶段。
从叠层原理到早期突破
钙钛矿叠层电池的核心原理是利用不同材料吸收光谱的差异——钙钛矿层可吸收短波光子，晶硅层吸收长波光子，从而最大限度地利用全光谱太阳光，理论上可将转换效率提升至35%以上。2013年前后，学界首次报道了钙钛矿/硅叠层电池结构。2018年，叠层电池效率突破25%的关口，验证了该技术路径的可行性。
效率纪录的持续刷新
2020年成为叠层技术的重要转折年：牛津光伏创下29.5%的实验室效率纪录，同期中国多家企业也取得了显著进展。黑晶光电采用钙钛矿/PERC叠层路线，于2020年12月在AM1.5标准太阳光谱下实现26.1%的光电转换效率，且该技术可对现有PERC产线直接升级。中来股份则与南京大学合作，针对钙钛矿/TOPCon叠层电池进行优化，实现转化效率>26%的叠层太阳能电池技术。晶科能源则在2022年6月制备了单片钙钛矿/TOPCon叠层器件，效率达27.6%。
工业化进程与关键拐点
叠层电池的工业化面临大面积制备、界面稳定性等挑战。目前行业内主要分为三种叠层架构：钙钛矿/晶硅叠层（与HJT、TOPCon、PERC等结合）、全钙钛矿叠层（仁烁光能已建成10MW中试线，目标效率>22%），以及钙钛矿/薄膜叠层（如铜铟镓硒）。华晟新能源在2021年完成了异质结/钙钛矿叠层电池的中试开发，并成功实现了M6尺寸大面积钙钛矿层的均匀制备，计划2025年实现百兆瓦量级生产出货。整体来看，截至2022年8月，行业在建产能已超过1GW，规划产能超过27GW，但仍处于探索验证阶段。
常见问题
钙钛矿叠层电池为什么能突破晶硅的效率极限？
因为钙钛矿层和晶硅层吸收不同波段的光谱，叠层后可以覆盖更宽的太阳光谱范围，减少能量损失。理论上，钙钛矿/硅叠层电池的转换效率可达到35%以上，远高于单结晶硅电池的极限。
黑晶光电26.1%的效率纪录是如何实现的？
黑晶光电采用钙钛矿/PERC叠层技术路线，该方案可对现有PERC产线直接升级。2020年12月，其在AM1.5标准太阳光谱下实现了26.1%的光电转换效率，这是钙钛矿与主流晶硅路线结合的重要里程碑。
叠层电池的产业化面临哪些主要挑战？
主要挑战包括：大面积制备时效率下降（实验室小尺寸效率高，但放大到组件尺寸后效率显著降低）、界面稳定性、以及叠层工艺的复杂性。目前多家企业已建成中试线，但距离大规模量产仍需解决良率、成本和长期可靠性等问题。