钙钛矿本质上与当前主流的晶硅路线相悖,更像是对以往薄膜电池的一次升级,被视为第三代高效薄膜类太阳能电池的代表。从发展节奏看,当前的钙钛矿更接近2018年以前的异质结——异质结直到后来才慢慢有GW级以上的大产线投产,而钙钛矿要走完这段路,所需时间恐怕更长。关键拐点集中在叠层中试线投产、大尺寸组件下线与量产线投建三件事上。
从薄膜电池到叠层:技术定位的拐点
钙钛矿的应用场景多可借鉴其“前任”薄膜电池。从出货体量看,钙钛矿目前几乎没有体量,现阶段主要角色是给晶硅打辅助,做叠层电池。原理在于钙钛矿层是透明的,只需在常规组件玻璃上涂敷钙钛矿层,外层玻璃与内部晶硅层可同时吸光;不同材料的禁带宽度与可吸收光谱波段不同,叠层能尽可能吸收全光谱光子,减少能量损耗。
钙钛矿并非只能与异质结搭配。它与异质结在禁带宽度等特质上比较搭,且两者都不属于现有主流的PERC架构;但理论上钙钛矿可与任何晶硅路线形成叠层,也有企业选择与TOPCon搭配,主要看自身布局。除与晶硅叠层外,钙钛矿还可以自己和自己叠,通过调节吸光比率吸收更多光能。
产业化节点:中试线、大尺寸与量产线
在叠层方向上,多数产线以中试为主,体量并不大。其中全钙钛矿叠层路线的代表企业仁烁光能,10MW全钙钛矿叠层中试线于2021年投产,150MW量产线于2022年投建。协鑫光电的1米×2米大尺寸钙钛矿组件已下线,并在冬奥期间亮相张家口,应用于钙钛矿小屋。
| 企业 | 方向 | 产线节点 |
|---|---|---|
| 仁烁光能 | 全钙钛矿叠层 | 10MW中试线2021年投产;150MW量产线2022年投建 |
| 协鑫光电 | 大尺寸钙钛矿组件 | 1米×2米组件下线,冬奥期间亮相张家口 |
需要说明的是,钙钛矿是一体化技术,电池做完组件也就做好了,因此其效率多为组件端口径;晶硅谈到的效率大多是电池端,从电池到组件还需封装并产生损耗,两者对比应拿最终效率进行。此外,叠层工艺比单纯做钙钛矿更难,大厂布局叠层并非因为容易突破,而是结合自身优势后的选择。
常见问题
钙钛矿和异质结是什么关系?
两者在禁带宽度等特质上比较搭,且都不属于现有主流的PERC架构,因此常被放在一起研发。但钙钛矿并非只能与异质结搭配,理论上可与任何晶硅路线形成叠层,也有企业选择与TOPCon结合。
全钙钛矿叠层目前进展到哪一步?
全钙钛矿叠层已有中试线与量产线布局,仁烁光能的10MW中试线于2021年投产,150MW量产线于2022年投建。整体看,钙钛矿产能仍以中试为主,规划产能远大于在建产能,行业尚处探索阶段。
为什么说钙钛矿更像2018年以前的异质结?
从PERC、HJT、钙钛矿的发展历程对比看,异质结直到后来才慢慢有GW级以上的大产线投产,而钙钛矿目前几乎没有出货体量。以此参照,钙钛矿要走到同等产业化程度,所需时间恐怕更长。