⑴ 新一轮光伏电池技术|隆基绿能、天合光能、晶科能源、协鑫光电等大厂加速布局钙钛矿
太阳能光伏发电以其短路径、高效率和可持续性,成为人类能源利用的重要途径。在这其中,电池技术成为技术竞争的关键。
硅基电池在太阳能电池市场中占据95%以上的份额,但钙钛矿型太阳能电池在性能和成本上更具优势,同时具有更低的碳足迹。钙钛矿太阳能电池被认为是最有潜力的下一代主流技术。
钙钛矿材料因其优异的电荷传输性能、长载流子扩散距离、全光谱吸收和高吸光系数,能够高效吸收太阳光并有效生成光生载流子。其低非辐射复合损失和高缺陷容忍性,使得在光电转换过程中能量损耗大幅降低,成为理想的光电转换材料。
2023年,光伏钙钛矿技术从小面积到大尺寸、高效率,从实验室到生产线、产业化,从单结到与晶硅叠加技术,实现了持续突破。2024年,随着数个GW级产线落地,国内光伏产业迎来了“钙钛矿电池元年”。
钙钛矿技术发展呈现多样化趋势,包括单结钙钛矿电池、晶硅/钙钛矿叠层电池、全钙钛矿叠层电池、柔性薄膜/钙钛矿叠层电池等。晶硅叠层组件作为钙钛矿商用的初始阶段和突破点,提效快、上限高,最高效率已达到44%,相较于晶硅单独的29.4%,高出14.6pct。叠层电池的效率与理论极限之间还有10.1pct的差距,提效空间巨大。
我国已拥有超过95%的钙钛矿制备生态链,产业配套能力居全球首位。关键设备和主要材料的国产化,加上上下游工艺模块的协同迭代,为处理“复杂而敏感”的钙钛矿材料,实现稳定的规模化生产提供了良好条件。
众多光伏大厂积极投身钙钛矿技术的开发,如隆基绿能、晶科能源、协鑫光电、天合光能等。他们均在单结和叠层钙钛矿组件的效率上取得了显着突破,但仍面临效率和成本等方面的挑战。
隆基绿能的晶硅—钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,刷新了世界纪录。晶科能源计划到2026年制造出效率超过34.0%的钙钛矿/TOPCon叠层电池。协鑫光电建成业内首条钙钛矿百兆瓦中试线,推出行业首款钙钛矿产业化组件。天合光能的工业化可量产工艺大面积钙钛矿晶硅叠层电池效率达到28.53%。极电光能钙钛矿产业基地项目预计2024年三季度投产,成为全球首条1吉瓦钙钛矿光伏生产线。
东方日升计划在2027年开发出850W以上、效率30.0%的钙钛矿叠层电池。通威股份基于大绒面的两步法钙钛矿/硅叠层电池效率达到31.68%,预计2024年将建成钙钛矿-晶硅叠层电池中试线。光因科技登顶美国NREL最高钙钛矿组件稳态效率世界纪录榜,其大尺寸钙钛矿太阳能电池组件稳态效率认证达到19.2%。