在钙钛矿叠层电池竞争中,掌握透明钙钛矿层核心工艺的企业正来自两条路线:以隆基、晶科、通威为代表的传统晶硅龙头,以及华晟、中来、黑晶光电等专注叠层技术的新势力。由于钙钛矿层本身透明、可吸收阳光并与底层晶硅形成互补,谁能率先突破大面积均匀镀膜与叠层封装工艺,谁就更有可能在下一代光伏技术中占据先机。
叠层电池的工艺核心:透明钙钛矿层
钙钛矿叠层电池的基本构造,是在常规晶硅组件的玻璃上涂敷透明的钙钛矿层,外层钙钛矿吸收短波段阳光,内部晶硅层吸收长波段,从而尽可能覆盖全光谱、减少能量损耗。这一架构的关键在于大面积钙钛矿层的均匀制备——尺寸放大后效率下降是行业公认难点,因此透明层的镀膜工艺与叠层集成能力,直接决定了量产可行性。
从技术路线看,钙钛矿理论上可与多种晶硅路线结合,目前主流方向是钙钛矿/HJT叠层与钙钛矿/TOPCon叠层,也有企业尝试钙钛矿/PERC叠层,各家企业依据自身产线优势选择布局。
主要玩家布局与进展对比
| 企业 | 技术路线 | 关键进展 |
|---|---|---|
| 隆基股份 | 钙钛矿/HJT叠层 | 已公布叠层电池专利,涵盖透明导电层等结构 |
| 华晟新能源 | 钙钛矿/HJT叠层 | 完成中试开发,实现M6尺寸大面积钙钛矿层均匀制备 |
| 晶科能源 | 钙钛矿/TOPCon叠层 | 完成高质量大面积钙钛矿薄膜制备工艺开发 |
| 中来股份 | 钙钛矿/TOPCon叠层 | 与高校共建研究院,优化电池结构与能带设计 |
| 黑晶光电 | 钙钛矿/PERC叠层 | 可对现有产线直接升级,多次刷新叠层效率纪录 |
| 通威股份 | 钙钛矿晶硅叠层 | 已全面展开叠层电池技术研发 |
其中,华晟新能源在量产尺寸钙钛矿层均匀制备上进度明确,已建成异质结/钙钛矿叠层电池研发平台;晶科能源则完成了大面积钙钛矿薄膜制备工艺开发,并联合学术机构制备出效率达27.6%的单片叠层器件。黑晶光电采用的钙钛矿/PERC叠层路线,优势在于可对现有产线直接升级,降低了产业化改造成本。
常见问题
钙钛矿叠层电池为什么多与异质结搭配?
异质结与钙钛矿在禁带宽度等特性上较为匹配,且两者都不属于现有主流的PERC架构,因此被多家企业视为共同布局下一代技术的方向。不过钙钛矿并不只能与异质结结合,理论上可与任何晶硅路线搭配,具体选择取决于企业自身产线布局。
叠层电池的量产难度在哪里?
在晶硅上增添钙钛矿的叠层工艺,比单纯制备钙钛矿电池更难,这也是大厂布局叠层并非因技术容易突破,而是结合自身优势做出的选择。目前行业整体仍处于中试阶段,规划产能远大于在建产能,大规模量产尚未落地。
叠层电池的效率数据如何理解?
钙钛矿电池是一体化结构,组件制备即完成,因此公布的效率多为组件端数据;而晶硅行业习惯谈论电池端效率,从电池到组件还需经过封装损耗。对比两种技术路线时,应拿最终组件效率进行比较,而非直接对比电池端数字。