钙钛矿禁带宽度的可调性,是其区别于晶硅路线的核心技术基因。这条技术路线的竞争壁垒并不在于“能否调”,而在于“调完之后能否在放大尺寸时依然保持高效率”——这正是当前钙钛矿从实验室走向量产所面临的核心工程化难题。 钙钛矿电池是第三代高效薄膜类太阳能电池的代表,其禁带宽度可调意味着它能自主选择吸收光谱波段,既可与晶硅结合做叠层电池,也可独立调节颜色用于建筑外立面。

叠层路线:与晶硅“搭班子”的平台型技术

叠层电池的原理并不复杂:钙钛矿层是透明的,在常规组件玻璃上涂敷钙钛矿层后,外层钙钛矿与内部晶硅可分别吸收不同波段的光,实现全光谱吸收、减少能量损耗。理论上,钙钛矿可以和任何晶硅路线结合,业界常见的搭配包括钙钛矿/HJT、钙钛矿/TOPCon、钙钛矿/PERC 等,具体选择取决于企业的自身布局。

但需要明确的是,在晶硅上增添钙钛矿的叠层工艺,难度比单纯做钙钛矿更高。大厂布局叠层并非因为这条路线容易突破,而是结合自身晶硅优势做出的战略选择。从产业化进展看,目前各企业产线以中试为主,体量并不大,效率数据多为产线最新公布效率或未建成产线的目标效率,整体仍处于探索阶段。

单结路线:BIPV 场景的差异化优势

钙钛矿用于建筑领域,核心卖点正是禁带宽度可调带来的颜色可选择性——它可以选择吸收什么样的光,从而呈现什么颜色,美观性优于晶硅,适合用于建筑外立面,也有团队尝试将其用于新能源车车顶。不过,这类市场测算假设较多、技术尚未成熟,现阶段更应关注产业进展而非渗透率预测。

竞争壁垒:大尺寸下的效率衰减

钙钛矿技术最大的弱势在于:尺寸上升时,效率不可避免地下滑。这也是头部厂商产业化进度参差不齐的根源。以协鑫光电为例,其一期 100MW 产线采用 1m×2m 大尺寸组件,该尺寸远大于以往实验室内的钙钛矿电池,其量产线目标效率为 18%@2m²;相比之下,纤纳光电实验室小尺寸电池效率可达 21.4%@19.32cm²。这种实验室与量产端的效率落差,恰恰构成了后来者难以逾越的工程化壁垒。

此外,钙钛矿是一体化技术——电池组件制作完成即告结束,因此其效率均为组件端效率,与晶硅通常谈论的电池端效率(还需封装损耗)口径不同,对比时需注意这一差异。

常见问题

钙钛矿只能和异质结(HJT)搭配做叠层吗?

不是。理论上钙钛矿可以和任何晶硅路线形成叠层,异质结只是因禁带宽度等特质较为匹配而常被提及,且两者都不属于现有主流的 PERC 架构。实际上已有企业将钙钛矿与 TOPCon 搭配,也有公司与 PERC 结合,具体取决于企业自身技术布局。

叠层工艺和单纯做钙钛矿,哪个更难?

叠层工艺更难。 在晶硅上增添钙钛矿的工艺复杂度高于单纯制作钙钛矿电池,因此大厂布局叠层并非因为容易突破,而是结合自身晶硅产业优势做出的选择。钙钛矿还可以“自己和自己叠”——通过调节钙钛矿的吸光比率来吸收更多光能,形成全钙钛矿叠层。

当前钙钛矿产业化处于什么阶段?

整体仍处于从实验室走向量产的探索期。行业在建产能大于 1GW,规划产能大于 27GW(截至 2022 年 8 月的不完全统计),规划远大于在建,说明各家企业仍在试探性投入。头部厂商如协鑫光电、纤纳光电、极电光能股东背景均较强,但都尚未形成大批量量产线,商业化突破仍有待验证。