仁烁光能投产的全钙钛矿叠层中试线,其钙钛矿组件的成本结构与传统晶硅组件存在本质差异。钙钛矿组件采用一体化制备工艺,电池与组件同步完成,减少了晶硅路线中从电池片到组件封装的效率损耗,这使其在材料成本、设备折旧和工艺复杂度上具备潜在优势。但需要注意的是,钙钛矿目前仍处于产业化早期,其成本优势更多是理论上的,实际规模化后的成本表现尚待验证。
钙钛矿组件的成本构成
钙钛矿组件的成本主要由钙钛矿原料、电极材料、封装材料以及设备折旧和工艺成本组成。与晶硅组件相比,钙钛矿的材料成本显著更低,因为其活性层(钙钛矿)用量极少,且无需高纯硅料。然而,钙钛矿组件对封装要求更高,且大面积制备时效率下降明显,这增加了工艺难度和成本。仁烁光能的10MW全钙钛矿叠层中试线采用的尺寸为300mm×400mm,转换效率大于22%,其量产线(150MW)尺寸为1200mm×600mm,目标效率大于20%。
与晶硅组件的成本对比
| 成本项 | 钙钛矿组件 | 传统晶硅组件 |
|---|---|---|
| 材料成本 | 原料成本低,但封装材料要求高 | 硅料成本占比高 |
| 设备折旧 | 设备投资相对较低 | 设备投资高 |
| 工艺成本 | 一体化制备,步骤少但良率待提升 | 电池与组件分开生产,步骤多 |
| 效率对比 | 组件端效率(直接给出) | 电池端效率,需扣除封装损耗 |
关键差异:钙钛矿组件公布的是组件端效率,而晶硅组件通常公布的是电池端效率,后者在封装为组件时会有损耗。因此,直接比较两者效率时应以最终组件效率为准。仁烁光能的全钙钛矿叠层中试线组件效率大于22%,量产线目标大于20%,这一水平在组件端已具备竞争力。
叠层结构的成本与效率优势
全钙钛矿叠层结构通过叠层不同禁带宽度的钙钛矿材料,吸收更宽光谱范围的光子,理论上可突破单结电池的效率极限。这种结构虽然增加了一层钙钛矿材料和中间连接层的成本,但效率提升带来的度电成本下降空间更大。仁烁光能布局的正是全钙钛矿叠层路线,其10MW中试线已于2021年投产,150MW量产线于2022年下半年启动建设,是目前叠层技术产业化进度较快的企业之一。
常见问题
钙钛矿组件的成本真的比晶硅低吗?
目前仍处于理论优势阶段。钙钛矿在材料用量和工艺步骤上确实比晶硅更少,但大面积制备的良率和长期稳定性是制约其成本落地的关键。仁烁光能等企业的中试线和量产线数据表明,钙钛矿组件在实验室和试产阶段已展现出成本潜力,但规模化量产后的实际成本仍需后续验证。
全钙钛矿叠层比钙钛矿/晶硅叠层有什么优势?
全钙钛矿叠层无需与晶硅结合,避免了晶硅电池的封装损耗,且可调节禁带宽度,实现更灵活的光谱匹配。但它的技术难度更高,因为需要同时优化两层钙钛矿膜的制备工艺。仁烁光能选择全钙钛矿叠层路线,其10MW中试线效率大于22%,证明了该路线的可行性。
钙钛矿组件适合哪些应用场景?
目前钙钛矿组件主要应用于建筑光伏一体化(BIPV),因为其颜色可调、美观性好,适合建筑外立面。此外,新能源车车顶等场景也在探索中。在集中式和分布式电站领域,晶硅仍占主导,钙钛矿更多作为叠层辅助或差异化应用。