追风逐光系列三：钙钛矿电池如何引领光伏技术迭代

钙钛矿电池引领光伏技术迭代

一、光伏钙钛矿发展空间广阔

1. 钙钛矿简介：钙钛矿是一种具有ABX3结构的化合物，其晶体结构类似于传统的钙钛矿材料，广泛应用于光伏领域。

2. 相比晶硅，钙钛矿效率和成本空间更为广阔：

   • 钙钛矿单节和叠层电池的理论转化效率分别可达33%和45%，远高于晶硅电池的最高转化效率。
   • 预计钙钛矿单节组件远期成本在0.5~0.6元/W，显著低于晶硅组件的成本，有助于降低光伏发电度电成本。

3. 钙钛矿的材料稳定性是产业化的最大阻碍：

   • 当前钙钛矿产业化尚处于初期阶段，寿命（稳定性）和转化效率是主要挑战。
   • 关键材料如阻水阻气材料、提高稳定性的添加剂、钝化膜层及相关设备是推进产业化的关键。

二、钙钛矿赶超晶硅路径

1. 晶硅与钙钛矿LCOE的对比：钙钛矿在成本和效率上的优势使其在未来的光伏市场中占据有利地位。

2. 钙钛矿寿命提升路径：

   • 提升材料稳定性的方法包括改进膜层材料和添加剂，这些措施能够显著延长钙钛矿电池的使用寿命。

3. 钙钛矿效率提升方式：

   • 通过优化材料性能和采用叠层技术，钙钛矿电池的转化效率能够得到持续提升。
   • 四端叠电池工艺相对简单，且能够为晶硅电池提供效率增益，可能率先实现产业化应用。
   • 两端叠电池虽然工艺复杂但结构简化，适合HJT类型的电池叠加，部分企业也开始尝试TOPCON的两端叠技术。
   • 全钙钛矿叠层电池由于更高的转化效率和低成本，可能是最终的解决方案。

三、钙钛矿可能会改变光伏竞争格局

1. 钙钛矿的参与者及进展：

   • 非晶硅企业如协鑫光电、纤纳光电等是钙钛矿电池的先行者，加速了技术的发展。
   • 晶硅企业则更重视两端叠技术对晶硅电池的提效作用，部分企业可能会通过收购非晶硅企业来加速整合。

2. 两类参与者的博弈方式及结果：

   • 虽然晶硅企业和非晶硅企业在技术上存在竞争，但在实现钙钛矿产业化应用方面，双方的合作关系更为重要。

四、结论与建议

1. 结论：

   • 钙钛矿电池具有巨大的潜力，能够显著降低光伏发电成本，是未来光伏技术的重要发展方向。
   • 产业化过程中仍需解决材料稳定性和工艺问题，叠层电池技术尤为重要。

2. 建议：

   • 推动技术创新，加快钙钛矿材料和工艺的研发。
   • 加强企业间的合作与整合，共同推进钙钛矿电池的产业化进程。

风险提示

1. 光伏行业竞争加剧：行业竞争加剧可能导致新技术发展放缓。
2. 钙钛矿技术稳定性问题：如果钙钛矿技术无法突破稳定性问题，将难以达到晶硅光伏的度电成本水平。