全钙钛矿叠层的核心思路,是让钙钛矿自己和自己叠:通过调节钙钛矿的吸光比率,让不同层吸收不同波段的光,从而尽可能覆盖全光谱、减少能量损耗。其技术壁垒主要不在原理,而在工程落地——钙钛矿在尺寸放大时效率不可避免下降,因此大面积均匀制备是最大门槛。仁烁光能的产业化节奏正是这一权衡的实证:300mm×400mm 中试组件效率 >22%,放大到 1200mm×600mm 量产线后目标效率为 >20%。

原理:靠禁带宽度分工吸光

叠层的本质,是不同材料之间的禁带宽度和可吸收光谱波段不同,把它们组合起来,就能尽可能吸收全光谱范围内的光子,减少能量损耗。

钙钛矿层是透明的,只需在常规组件的玻璃上涂敷钙钛矿层,外层玻璃吸收阳光,内部晶硅层也能吸收。除了和晶硅叠,钙钛矿还可以自己和自己叠,原理同样是调节钙钛矿的吸光比率,从而吸收更多的光能。

壁垒:尺寸越大,效率越难守住

钙钛矿很大的弱势就在于,尺寸上升的情况下,效率不可避免下降。所以大尺寸电池对产业的示范效应很强,而大面积均匀制备也就成了关键门槛。

仁烁光能的产线数据直观体现了这一点:

产线类型组件尺寸转换效率
中试线300mm×400mm>22%
量产线1200mm×600mm>20%

尺寸放大、效率目标下调,正是尺寸—效率权衡的直接体现。此外,在晶硅上增添钙钛矿的叠层工艺,要比单纯做钙钛矿更难;全钙钛矿路线虽不涉及晶硅配合,但大面积薄膜的均匀性仍是自身必须跨过的关口。

常见问题

全钙钛矿叠层和钙钛矿-晶硅叠层,哪个工艺更难?

在晶硅上增添钙钛矿的叠层工艺,要比单纯做钙钛矿更难。全钙钛矿叠层不涉及晶硅底电池的配合,但同样要面对尺寸放大带来的效率下降问题。两条路线各有各的门槛,并不存在一条明显更轻松的路径。

为什么尺寸放大后效率会下降?

钙钛矿在大尺寸上升时效率不可避免下降,这是该路线公认的弱势。尺寸越大,薄膜均匀性越难控制,大面积均匀制备因此成为产业化的核心难点。仁烁光能从中试的 300mm×400mm 走向量产的 1200mm×600mm,效率目标由 >22% 调整为 >20%,正说明了这一规律。

调节吸光比率为什么能提升效率?

不同材料的禁带宽度不同,能吸收的光谱波段也不同。通过调节钙钛矿的吸光比率,让各层分工吸收不同波段的光,就能尽可能覆盖全光谱范围内的光子,减少能量损耗。这也是钙钛矿既能与晶硅叠、也能自己和自己叠的共同原理。