钙钛矿在本质上与当前主流的晶硅路线相悖,更像是对薄膜电池的一次升级,属于第三代高效薄膜类太阳能电池的代表。从全球格局看,薄膜电池时代曾由海外龙头主导,而中国在钙钛矿领域的相对站位,主要由专利布局、中试产能与产业化进度共同决定。目前国内已出现协鑫光电、纤纳光电、极电光能等布局靠前的企业,但行业整体仍处探索阶段——规划产能远大于在建产能,尚无大批量量产线落地,因此中国能否借此实现换道领先,仍需以产业化实际突破为准。
为什么说钙钛矿更像薄膜电池的升级
钙钛矿与晶硅路线在逻辑上并不一致。晶硅组件本身不透明,而钙钛矿层是透明的,可以涂敷在常规组件玻璃上,让外层玻璃与内部晶硅层同时吸光,这也是叠层电池的构造基础。其原理在于不同材料的禁带宽度与可吸收光谱波段不同,组合后可更充分地吸收全光谱光子、减少能量损耗。
从应用场景看,钙钛矿现阶段出货体量非常小,甚至几乎没有体量,主要角色是给晶硅"打辅助"做叠层;若要走出来,更可能像薄膜电池一样往建材方向发力。钙钛矿禁带宽度可调,能自行选择吸收的光并呈现颜色,美观性胜过晶硅,适合用于建筑外立面,也有团队尝试将其放在新能源车车顶。此外,钙钛矿不仅可以和晶硅叠,也可以自己和自己叠。
中国在钙钛矿领域的相对位置
在叠层方向,国内多家企业已有布局:隆基股份围绕钙钛矿/HJT叠层公布相关专利,华晟新能源完成异质结/钙钛矿叠层电池中试开发,中来股份针对钙钛矿/TOPCon叠层开展研究,晶科能源开发出高效大面积钙钛矿太阳能电池成套技术,通威股份已全面展开钙钛矿/硅叠层电池技术研究。需要注意的是,在晶硅上增添钙钛矿的叠层工艺,比单纯做钙钛矿更难,大厂布局叠层更多是结合自身优势后的选择。
在产能与产业化进度上,国内钙钛矿产能呈现"在建少、规划多"的特征。据截至2022年8月的不完全统计,在建产能合计超过1.22GW,规划产能合计27.56GW。这一反差说明行业整体仍处探索阶段,并未轻易下注。布局较为靠前的三家企业为协鑫光电、纤纳光电、极电光能:协鑫光电一期100MW产线尺寸为1米×2米,明显大于以往实验室尺寸,大尺寸对产业示范效应较强;纤纳光电在核心技术上采用溶液打印路线,有别于传统PVD加涂布;极电光能一期产能为150MW。由于钙钛矿是一体化的,做完电池组件即完成,其效率为组件端效率,与晶硅常谈的电池端效率口径不同,比较时应以两种技术最终的效率为准。
产业化节奏与格局判断
从光伏电池发展历程看,当前的钙钛矿更接近早期的异质结——异质结经历较长时间才逐步出现GW级以上大产线投产,钙钛矿所需时间恐怕更长。场景上,传统晶硅厂商更愿意布局叠层,出发点多是技术储备;新玩家则倾向做单结电池,希望实现弯道超车。两类思路并存,也意味着格局尚未定型。
常见问题
钙钛矿和薄膜电池是什么关系?
钙钛矿本质上与晶硅路线相悖,更像是对以往薄膜电池做出的升级,是第三代高效薄膜类太阳能电池的代表。从应用场景看,也应当多借鉴薄膜电池此前的发展路径。
中国企业在钙钛矿产业化上进展如何?
国内已有多家企业布局,协鑫光电、纤纳光电、极电光能进度相对靠前,但均无大批量量产线,商业化能否突破尚难判断。据截至2022年8月的不完全统计,行业在建产能合计超过1.22GW,规划产能合计27.56GW。
钙钛矿会取代晶硅吗?
现阶段钙钛矿主要作为晶硅的辅助用于叠层电池,集中式与分布式电站上晶硅路线优势仍较大。钙钛矿更可能发力的方向是像薄膜电池一样走向建材应用,两者更多是当下与未来的关系。