钙钛矿叠层电池与晶硅电池结合,本质上是上下游配套关系的重构:钙钛矿层作为“上层功能层”涂敷在晶硅电池之上,晶硅电池则作为“底部电池”提供基底与载流子收集能力。这一组合并非替代晶硅,而是让晶硅路线延伸出新的效率提升路径,产业链的重构也因此围绕“谁与谁搭配、新增了什么环节、封装与设备怎么变”三条主线展开。

叠层搭配:异质结与 TOPCon 各有阵营

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,外层吸收阳光,内部晶硅层同时吸收,即可形成叠层结构。由于不同材料的禁带宽度与吸收光谱波段不同,叠层的本质是尽可能吸收全光谱光子、减少能量损耗。

异质结(HJT)与钙钛矿在禁带宽度等特质上较为匹配,且两者都不属于现有主流的 PERC 架构,因此常被一同布局。隆基股份、华晟新能源均布局钙钛矿/HJT 叠层方向;中来股份、晶科能源则选择钙钛矿/TOPCon 叠层路线。需要说明的是,钙钛矿理论上可与任何晶硅路线形成叠层,具体搭配取决于各家公司自身的布局选择。

搭配路线布局企业(据公开资料)
钙钛矿/HJT 叠层隆基股份、华晟新能源
钙钛矿/TOPCon 叠层中来股份、晶科能源
钙钛矿/PERC 叠层黑晶光电
钙钛矿晶硅叠层(未明确细分)曜能科技、通威股份

产业链新增与变化环节

叠层架构给产业链带来的增量主要体现在三处:

  • 上游新增钙钛矿层制备环节:需要在晶硅基底上完成钙钛矿吸收层、空穴传输层、透明导电层等多层结构的涂敷与制备,这对涂敷设备和工艺精度提出新要求。
  • 材料层面:透明导电层等新材料的应用成为叠层电池的标配结构。
  • 下游组件封装工艺变化:叠层电池的结构更复杂,封装方式与单纯晶硅组件不同,工艺难度有所提升。

需要指出,在晶硅上增添钙钛矿的叠层工艺,比单纯做钙钛矿电池更难。大厂愿意布局叠层,并非因为容易突破,而是结合自身晶硅产线优势后做出的技术储备选择。目前叠层产线以中试为主,体量并不大。

常见问题

钙钛矿叠层电池会取代晶硅电池吗?

不会。现阶段钙钛矿的主要应用场景就是“给晶硅打辅助”,做叠层电池。钙钛矿自身出货体量还非常小,独立做电池目前只能做单面、有些浪费,与晶硅结合反而是双方优势互补的选择。

为什么异质结常与钙钛矿搭配,而不是 TOPCon?

主要因为异质结与钙钛矿在禁带宽度等特质上比较匹配,且两者都不属于现有主流的 PERC 架构,一起研发相当于布局下一代技术。但这并非唯一选择,也有公司把钙钛矿与 TOPCon 搭配,具体看企业自身的产线与技术布局。

叠层电池的产业化进度如何?

目前布局叠层的企业以中试线和试验线为主,规划产能远大于在建产能,行业整体仍处于探索阶段。从公开信息看,部分企业公布了中试线投产计划或目标效率,但尚未出现大规模量产,能否在商业化领域有所突破仍需观察。