钙钛矿产业化之路——Solarbe在线研讨会精彩看点回顾

在12月27日举行的Solarbe在线研讨会《同行》系列第六期中，我们以《下一代光伏技术之钙钛矿》为主题，与苏州协鑫纳米科技有限公司总经理范斌以及杭州众能光电科技有限公司研发副总付超进行对话，从企业实际研究及产业链布局等角度出发，就下一代光伏技术路线做出深度沟通。

主题一：钙钛矿的量产之路

演讲人：苏州协鑫纳米科技有限公司总经理范斌

协鑫纳米的技术团队是国内最早从事钙钛矿组件生产线开发的团队，经过数年的开发，团队共有21项专利获得授权，其中发明专利6项，实用新型专利15项，另有26项发明专利、2项实用新型专利在审，专利涵盖原料制备、关键设备设计、关键工艺等重要方面。

由于工艺的特殊性，钙钛矿的串联是通过激光进行的，在制备过程节省了串焊的设备及材料投入，极大程度降低了成本。范斌指出，晶硅1GW的产能投资在11.6亿;CIGS或碲化镉1GW产能投资在50亿，而协鑫纳米钙钛矿的第一条100MW设备产线投资在1亿元，1GW的投资仅为3亿元，钙钛矿的单位产能投入在晶硅的三分之一到四分之一之间。

从性能来看，普通晶硅的温度系数在-0.4左右，而根据TUV的测试结果，钙钛矿的温度系数在-0.001。范斌指出，钙钛矿接近于0的温度系数使得在户外环境中，同样功率的钙钛矿组件比晶硅组件发电量更高。

最后，范斌总结道，从效率、成本、稳定、环保四个方面来看，钙钛矿都具有相对于晶硅的明显优势。钙钛矿技术是光伏产业发展的必然方向，钙钛矿量产成功之后，市场替代的速度只决定于钙钛矿扩产的速度。

提问环节

Q：钙钛矿的寿命有多长?

A：组件在户外用久了，玻璃的透光率会下降，封装也可能会开裂，钙钛矿和晶硅都会遇到共同的瓶颈。我们现在只能比较肯定的说钙钛矿的寿命至少不会低于晶硅，如果晶硅能够实现25年的寿命，钙钛矿也可以做到。

Q：钙钛矿是否有比较成熟的回收利用技术?

A：钙钛矿基本上没有回收利用的必要，RoHS标准对于电子产品含铅量的要求是低于千分之一，而钙钛矿的含铅量在万分之一以下，因此钙钛矿并不需要设置特别的回收流程，它对环境造成的可能的破坏远低于晶硅。而有的人认为晶硅组件焊带上的铅不会进入自然环境，这是一种错误的认识，铅以单质形式存在于铜箔上，遇水会发生原电池反应从而溶出。

Q：所以其实钙钛矿是比晶硅更环保的。

A：是的，这在化学原理上是很明确的。

Q：现在钙钛矿在量产过程中还存在哪些问题呢?

A：主要就是时间的问题。目前已经有很多企业投入开发钙钛矿，如众能、纤纳、万度、牛津光伏等等，国内的一些龙头如天合、隆基、通威也都在做钙钛矿。我们能够处在一个比较领先的地位也并不是说我们掌握了黑科技，而是我们起步足够早，投入足够大，在整个量产过程中，缺的就是时间和设备的积累，并不是存在难以攻克的原理性问题，只要工艺、设备、材料到位，钙钛矿的量产就是必然的过程。

Q：深圳黑晶光电的钙钛矿和PERC的叠层达到了23.5%的效率，对于钙钛矿和PERC的叠层技术未来的发展您怎么看?

A：我不太了解黑晶的路线，信息比较有限，钙钛矿与PERC的叠层可能会面临栅线的问题。栅线的厚度是微米级别的，而钙钛矿的厚度是纳米级别的，如果与HIT进行叠层，只要把TCO表面的栅线去掉，然后以TCO作为共同电极就可以实现，但PERC我不太清楚如何避免栅线的影响，不太好评价。

主题二：杭州众能光电钙钛矿光电器件产业化

演讲人：杭州众能光电科技有限公司股东兼联合创始人付超

付超是杭州众能光电科技有限公司股东兼联合创始人，专注于自动化高端制造装备的开发，2018年其牵头的项目《柔性钙钛矿太阳能电池及其器件产业化》荣获浙江清华柔性电子技术研究院三创大赛一等奖，建立了第一条完整的钙钛矿光电器件半自动小试生产线和第一条完整的全自动中试生产线，极大推动了钙钛矿光电技术在中国的发展。

目前市场上对于钙钛矿电池设备的制造仍存在空白，针对这一点，众能光电成立了专注于设备研发的部门。2015年，众能光电获得钙钛矿太阳能电池首个认证结果，认证机构为AIST，面积为1.017cm2，效率为15.0%。2018年获得国际钙钛矿太阳能电池器件领域首个稳态认证结果。2019年，众能光电与华能签下了首个400W太阳能电池示范项目，调试期间效率从5-13%，预计最终稳定在18%，良品率从20%逐步提升至95%以上。付超指出，预计2020年效率将达到19%，2021年达到20%。

从市场前景来看，付超认为，BIPV是钙钛矿的最佳应用场景。首先，钙钛矿PVS投资成本低，结构轻便，易于安装;第二，相比多晶硅电池，PVS在多云、阴天以及太阳光照角度较低时，均能持续不断的产生电能;第三，PVS电池半透明和色彩可调节，更好融入建筑。从市场容量来看，根据国家统计局数据测算,到2020年,我国城乡房屋建筑面积约为890亿平方米,以东、南、 西墙墙面积的15%、屋顶面积的10%计,直接市场规模超过1万亿元。按照10%的转化率和太阳能平均每年1300个发电小时计算，可替代全社会30%左右的年用电需求。

提问环节

Q：钙钛矿光电设备的成本是怎样的?

A：因为我们现在还没有达到量产，在未来达到GW级别的时候，我们的成本会在0.7/W到1元/W之间。

Q：大概会在什么时候达到量产呢?

A：今年我们公司的量产只能达到10kw，大约两年后我们会建立GW级别的生产线。

Q：在量产过程中存在什么困难吗?

A：困难主要还是在设备的研发方面，在大面积的均匀性、效率上可能会有一些难度。工艺方面相对来说不存在太大难度。

Q：基于钙钛矿的串联技术进展如何?

A：串联技术我们公司并没有深入的研究，因为未来面向大面积钙钛矿电池的串并联方式将是通过激光刻蚀直接制作串并联电路，一次成型，中间没有类似晶硅电池的焊线连接。

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