钙钛矿禁带宽度可调带来的技术范式变革,确实为中国光伏从“追赶”转向“换道”提供了重要机遇。核心结论是:钙钛矿禁带宽度可调使其既能与晶硅叠层提升效率,又能独立用于建筑光伏等场景,而中国企业在产业化进度上已形成全球领先的先发优势,在建产能与规划产能均主要集中在本土企业手中,这为全产业链自主可控创造了条件。
从“跟随”到“并跑”的技术范式变革
晶硅时代,中国是技术路线的追赶者;而钙钛矿作为第三代高效薄膜类太阳能电池的代表,其禁带宽度可调的特性带来了全新的技术平台。这一特性意味着钙钛矿可以“自己选择吸收什么样的光,从而呈现什么样的颜色”,美观性胜过晶硅,适合用在外立面、新能源车车顶等场景。
更重要的是,钙钛矿层是透明的,可以涂敷在常规组件玻璃上,与晶硅形成叠层结构。不同材料禁带宽度、吸收光谱波段不同,结合后可尽可能吸收全光谱范围内的光子,减少能量损耗。这种平台型技术不仅限于钙钛矿,理论上可与任何晶硅路线(异质结、TOPCon、PERC)搭配,为产业升级提供了多元路径。
中国企业占据产业化先发身位
从产能布局看,钙钛矿在建产能超1.22GW、规划产能达27.56GW,且主要集中在中国(数据截至2022年8月的不完全统计)。布局靠前的协鑫光电、纤纳光电、极电光能均为本土企业,背后股东阵容包括腾讯、宁德时代、长城汽车等产业资本。
三家头部企业的技术路径各有侧重:
| 企业 | 技术特点 | 产能进展 |
|---|---|---|
| 协鑫光电 | 1米×2米大尺寸组件 | 一期100MW产线,规划5GW |
| 纤纳光电 | 溶液打印路线(非PVD+涂布) | 100MW级产线已量产出货 |
| 极电光能 | 一期产能150MW | 规划6GW,获长城汽车支持 |
需要注意的是,钙钛矿是一体化技术,电池做完组件也就做好了,因此上述效率均为组件端效率,与晶硅常谈的电池端效率口径不同,对比时应以最终组件效率为准。目前各家企业尚未有大批量量产线,商业化突破仍需时间验证。
常见问题
钙钛矿禁带宽度可调具体带来什么优势?
禁带宽度可调意味着钙钛矿能自主选择吸收光谱、呈现不同颜色,在建筑外立面、车顶等场景具备晶硅难以比拟的美观性;同时可与不同晶硅路线叠层,拓宽光谱吸收范围,这是晶硅技术不具备的灵活性。
中国企业是否已实现钙钛矿全产业链自主可控?
从设备、材料到组件,中国企业在钙钛矿产业化各环节均有布局,头部企业均为本土公司并获得国内产业资本支持。但需指出,目前产线以中试和探索为主,规划产能远大于在建产能,全产业链的成熟度与规模化验证仍在推进中。
钙钛矿何时能大规模替代晶硅?
现阶段钙钛矿出货体量极小,主要应用场景是给晶硅打辅助做叠层电池。从发展历程看,钙钛矿需要经历的时间可能比异质结更长——异质结从研发到GW级产线投产经历了较长时间,钙钛矿的规模化之路仍需观察设备成熟度、大尺寸效率保持等关键瓶颈的突破进度。