叠层钙钛矿交流纪要–20230219
双碳背景下关注开发清洁能源，需求不断增长，22年新增装机250GW，23年预估350GW以上。今后晶硅电池运用钙钛矿叠层技术成为发展方向。 PERC、TOPCon、HJT接近效率极限，钙钛矿叠层、钙钛矿晶硅叠层可以将光转效率提升至30-40%。 单结钙钛矿电池超过25.7%，全钙钛矿叠层效率达到29%，钙钛矿晶硅叠层效率超过32%，钙钛矿晶硅叠层技术前景广阔。钙钛矿材料结构A位上有机阳离子铯用于稳定立方晶体结构，B位的二价铅离子和硒离子，X位卤素离子。 该结构带隙可调，吸收层厚度比较薄，因此用料较少，载流负荷降低。 主流技术路线及需要解决的额问题：单结钙钛矿：如何大面积制备钙钛矿叠层（窄带隙，宽带隙）：大面积制备，钙钛矿晶硅叠层：如何做好隧穿层和绒面结构钙钛矿。 优势是大面积制备要求降低，成本低，技术调整小，兼容性好，今后容易实现产业化。 团队效率现有30.26%，国际最高效率32.5%技术路线：钙钛矿异质结叠层电池工艺线：HJT制备至TCO层—隧穿层—空穴传输层—钙钛矿层—电子传输层—金属化—组件封装。 技术突破关键点：1.宽带隙钙钛矿卤素相分离抑制技术；2.低电/光损耗透明电极；3.大面积叠层电池制备方法。 研究进展：提出两端叠层电池新结构，钙钛矿晶硅电池自测效率>30%，现有效率30.26%，目标效率32%，计划两年内完成100MW钙钛矿或 HJT-钙钛矿叠层电池产线。 发展规划：2023年6月，目标建成10KW实验线；2023年12月，达到30%效率，加速老化等效外推20000h；2024年，100MW级产线，效率32%；2026年，叠层产品产能升级GW，效率提升率>15%。 【Q&A】Q：单结和叠层的比较，未来在相互切换过程中是否会有矛盾？ A：目标不同，单结追求高效率低成本的电池技术，与晶硅市场竞争，做大面积后效率会降低，与晶硅做竞争会存在比较大的差距，还有很长一段时间的路。 叠层目标是结合固有设备投资推动晶硅进一步向前。有竞争也有相互借鉴，是加速发展的过程。Q：各自有哪些急需突破的问题？ A：单结：大面积制备效率会降低，与晶硅相比竞争小。Q：HJT叠钙钛矿是否要做改造和匹配？ A：topcon也可以和钙钛矿叠，做两端叠层需要做TCO，工艺线需要做大调整；异质结本来就是TCO，可直接叠层。钙钛矿与晶硅叠层存在晶硅绒面起伏太大，要求绒面起伏不超过1微米。 不过HJT原先就是起伏就在1-3微米，所以只需在工艺参数上做调整。 Q：蒸镀和涂布的区别？ A：针对叠层来说，蒸镀可以在晶硅电池绒面更好契合，问题在于如何做大面积，如何控制低熔点卤化有机盐和高熔点卤化铅盐，如何沉积在晶硅电池表面，如何进行这两者的配比，这对蒸镀设备和工艺要求高。 涂布：成本和设备要求低，效率高，并且溶液法容易控制材料组成化学计量比，使得缺陷少一些。 问题在于如何涂均匀，对工艺有较高的要求，但是通过绒面设计，上述金字塔结构的改进，做得还是比较均匀的。 。 Q：两端和四端叠层的区别，更趋向于采取哪种？A：理论效率接近，都达到30%以上，效率提升潜力相当。两端需要隧穿层，设备制备复杂，工艺要求高，更新难度大。四端需要额外的透明电极和连接线，成本高，但工艺简单。应用场景：两端适用于新建电站，四端适用于老旧电站改造。Q：公司钙钛矿产能？ 未来3-5年规划？ A：预计今年6月份建设10kw试验线，把技术从学校转到产线。 计划在明年建100MW产线，26年达成GW规模。Q：实验室叠层比单结贵多少？A：成本与产能相关，从实验室角度无法计量。 一般效率高相对成本低，若全钙钛矿叠层效率能和叠晶硅相当，则成本会更低。 另外还有稳定性问题，钙钛矿单结采用窄带隙稳定性低，晶硅叠层采用宽带隙，可一定程度节省成本。 Q：钙钛矿叠HJT和单结相比，稳定性如何？ A：单结采用1.5电子伏材料，全部是碘离子，本身比宽带隙材料稳定性差。异质结叠钙钛矿稳定性较好，稳定性比单结好。Q：叠层和单结在设备上有什么不同？ 需要新增吗？ A：单结基于全溶液，叠层需要隧穿层，要用到PVD和ALD设备，不过PVD设备和单纯异质结设备是兼容的，需要额外增加ALD设备。Q：封装上有特殊要求吗？ A：目前和钙钛矿封装材料相同，可以满足。Q：钙钛矿叠层寿命？ A：现阶段的水平是10-15年，在今后的三到五年，随着封装和材料改进，达到25年没有问题。Q：钙钛矿叠晶硅什么时候能上GW规模，从行业维度？ A：速度不断超过预期，原来预计3-5年，现在预计近3年可以到GW规模。Q：产线面积到什么水平能上MW级别？ A：目前最大面积长宽210厘米，和晶硅电池片做同样尺寸。没必要做到1米两米。 Q：HJT是否可以做银包铜？ A：只能做背面，另一面涉及溶液环境，上电极应用电镀还存在一些问题，但是因为钙钛矿用了TCO，大面积只要做主栅，对于金属用量比较少，成本增加不多。 对于背面是否采用银包铜，只要不影响效率，对整体影响很小。
