“吊打”晶硅电池,钙钛矿的时代来了?!

来源:FQA沟通号等发布时间:2022-10-10 14:04:40

2022年是钙钛矿产业化元年?

基于钙钛矿太阳能电池具备的诸多优点,新能源产业链企业纷纷进行相关布局。据记者不完全统计,目前已有近20家上市公司表现了对钙钛矿太阳能电池的兴趣。

隆基绿能目前拥有钙钛矿相关专利20项。

通威股份在今年半年报中提到,公司已全面展开了对钙钛矿/硅叠层电池等前沿技术的研究与开发。

中来股份在回复投资者时表示,公司的钙钛矿叠层电池正在研发中,现阶段重点在进行与钙钛矿电池相匹配的底层电池的研发。

宁德时代董事长曾毓群在今年5月份召开的业绩说明会上表示,公司钙钛矿光伏电池研究进展顺利,正在搭建中试线。

在这条公告中,钙钛矿电池一词尤为显眼,钙钛矿电池作为太阳能电池的一种,在2013年被《Science》评为年度十大科学突破,能够为光伏发电起到显著的降本增效作用。

=〉钙钛矿10年历史了!

这里是不是把晶体硅这个原材料跨过去了?市场技术革新,对原材料厂商影响很大

目前主流的是晶硅电池,晶硅电池以目前的技术,它的极限光电转换效率是25%

硅片在整个太阳能电池中占有很大的成本份额(60-70%)

晶硅组件不同技术的理论极限分别为:

晶体硅太阳能电池理论极限效率:29.43%;

普通单晶硅电池理想条件下最高效率为24.5%;

HJT电池理想条件下最高效率为27.5%;

TOPCon电池具有更加高的效率上限:28.2%-28.7%。

可以说,在能量转换效率上,钙钛矿已经吊打晶硅电池,将光伏这一新能源上升至全新高度。从理论极限来看,钙钛电池单层电池理论效率极值可达31%,晶硅/钙钛矿双节叠层转换效率可达35%,而三节层电池理论极限可能升值至45%以上。

光伏技术产业化主要看三大要素——成本、效率、寿命。钙钛矿在成本和效率方面远胜于晶硅电池,但其寿命短、稳定性差、天然不稳定,导致效率衰减过快,这是钙钛矿技术产业化落地的最大掣肘。要知道,目前的光伏电池普遍寿命在25-30年。因此,在提升产品尺寸和能量效率的同时,如何将钙钛矿的寿命提升至25年,将是押注钙钛矿技术的企业亟需解决的问题。提升电池寿命,背后涉及到材料体系、电池结构、封装等等环节。当前,全球光伏界正在对钙钛矿的效率衰减和稳定性进行科技攻关,新的解决方案不断涌现,也许很快就会有最佳的解决办法。作为世界经济论坛(WEF)认定的“改变人类生活的10大新兴技术”之一,钙钛矿电池的前景已经愈发清晰,一幅宏伟的产业蓝图正徐徐展开。

从产能投资看,1 GW产能的晶硅太阳能电池需要接近10亿元投资规模,而业内预测,成熟期的钙钛矿,只需它的1/2;

从原材料视角,钙钛矿原料常见,没有瓶颈,用量也少,全球每年约有50万吨硅料的产量,倘若把50万吨硅料完全替换成钙钛矿,大概1000吨就可以满足需求。

而且它是直接带隙材料,吸光能力远高于晶硅。硅片厚度通常为180微米,而钙钛矿组件中,钙钛矿层厚度大概是0.3微米,有三个数量级的差异。

范斌去年在曾在一次公开演讲中表示,钙钛矿在2023年成熟时,可以产生40倍的能源回报率,最终将提升到50倍 ~ 60倍以上。

这意味着,钙钛矿带来的能源回报率,会优于现在世界上任何一种火电、任何一种化石能源开采的能源回报率。

现在,无论科学界还是企业界,一个基础判断正在逐渐形成共识,当真正的技术迭代要发生时,没有办法、也没有力量阻止潮水的流向,而钙钛矿对晶硅的替代,即将逐步发生。

此外,晶科能源、东方日升等光伏行业的一体化龙头企业也表示对钙钛矿技术的关注和研发储备,聆达股份、拓日新能、京山轻机开始布局该技术的产业化能力。新能源装备厂商捷佳伟创的钙钛矿整线设备也进入研发阶段。

TCO玻璃是钙钛矿电池的核心部件。根据分布式能源网的数据,在晶硅电池组件中,光伏玻璃仅占7%的成本;在钙钛矿电池组件中,TCO玻璃的成本占比达到32%。

金晶科技是国内外为数不多的掌握TCO导电膜玻璃技术且能量产的企业之一。今年5月底,公司的TCO导电膜玻璃生产线在淄博正式投产,可年产TCO玻璃1800万平方米,这也是国内首条TCO导电膜玻璃生产线

钙钛矿材料最早指由德国科学家GustavRose发现的钛酸钙(CaTiO3)矿物,目前指代化学结构通式为ABX3的晶体材料。钙钛矿材料在空间呈现正八面体结构,具有高光电转换效率、合成工艺简单、可设计性强等优点,目前主要应用于光伏发电及LED等领域,被认为是下一代最具竞争力的光电材料之一。

钙钛矿光伏电池在接收到太阳光后,内电场中产生的空穴通过空穴传输层向金属电极移动形成阴极,内电场中产生的电子通过向透明导电氧化物玻璃即FTO移动,形成阳极,最终在钙钛矿光伏电池内部形成电势差,在接入外部电路后会产生电流。

钙钛矿光伏电池目前依然处于试验阶段,主要头部厂商目前皆在搭建中试线,为未来量产进行技术试验与储备。预计在2026年钙钛矿光伏电池将完成技术细节的开发、产业设备的完善以及制备工艺的试验,有望进入量产阶段,迎来爆发式增长。

宝馨科技:

拟与苏州大学特聘教授和博士生导师彭军先生、杨新波先生签订《项目合作框架协议》,合作开发钙钛矿太阳能电池、钙钛矿-硅叠层太阳能电池以及生产设备。计划完成 6,000 万增资后的半年内完成“钙钛矿电池和钙钛矿-HJT 叠层电池研发实验室”的规划建设与研发团队建设,开展钙钛矿电池和钙钛矿-HJT 叠层电池实验级产品开发、量产生产工艺开发等研发工作。基于实验室研发成果,在未来 2 年内完成“100MW 级钙钛矿电池 或 钙钛矿-HJT 叠层电池产线”的工艺规划、技术路径设计以及产线的整体建设,未来 3 年内完成 GW 级稳定量产产线建设。

金晶科技:

2022年8月2日,金晶科技发布公告:公司TCO导电膜玻璃定位于碲化镉、钙钛矿电池等行业上游,公司TCO导电膜玻璃已经成功下线,并且与国内部分碲化镉、钙钛矿电池企业建立业务关系,得到认可开始供货。

杰普特:

公司研发的钙钛矿膜切设备主要用于钙钛矿薄膜切割,运用优化的超短脉冲激光工艺,通过高精度视觉定位、运动控制及光束整形技术,有效降低了钙钛矿薄膜电池死区宽度,使得钙钛矿太阳能电池生产效率及效果进一步提升;公司为江苏大正微纳科技有限公司(以下简称大正微纳)定制的首套柔性钙钛矿膜切设备,通过验收并正式投入生产使用。

京山轻机:

公司目前针对钙钛矿设备业务主要着重在钙钛矿前段的镀膜设备;公司已有部分钙钛矿电池设备出货,并在积极布局其他钙钛矿电池设备并进行了相应的技术储备。目前公司已与行业多家钙钛矿电池企业进行了业务联系和合作,并有产品应用于多个客户端。

捷佳伟创:

公司作为太阳能电池设备的领先企业,主要根据下游客户的需求提供满足下游客户技术需求的设备解决方案,包括PERC、TOPCon、HJT、HBC、IBC、钙钛矿等技术的设备,公司在各电池技术路线上都进行了设备技术的布局,并且在TOPCon、HJT等新一代高效技术路线上推出了在降本或增效上具有优势的差异化设备产品。公司RPD设备在转换效率方面的优势已在客户端得到验证,公司还在持续优化提升,并且 RPD设备也已经取得客户订单。同时,RPD设备也在向钙钛矿、LED等领域拓展,取得了钙钛矿中试线订单,在LED领域也将导入客户端进行验证。



索比光伏网 https://news.solarbe.com/202210/10/359995.html
责任编辑:zhouzhenkun
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
新加坡南洋理工大学Bruno教授团队成功研发半透明超薄钙钛矿太阳能电池,厚度仅头发丝万分之一来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-21 08:26:20

5月20日消息,新加坡南洋理工大学 的科学家团队开发出一种新型超薄半透明钙钛矿太阳能电池,其厚度仅为一根头发丝直径的万分之一,大约是传统钙钛矿太阳能电池的50分之一。研究人员称,这是采用类似材料制备的半透明钙钛矿太阳能电池中性能最高的数据之一。03研发进展与商业化前景据官方介绍,Bruno副教授是钙钛矿太阳能电池领域的先驱,她早期关于热蒸发钙钛矿太阳能电池的工作已被规模化。

突破稳定性瓶颈!上海交通大学赵一新团队开发钙钛矿多智能体AI平台实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-20 08:56:33

赵一新团队开发了一种面向高效稳定钙钛矿太阳能电池设计的多智能体协同AI平台。图2钙钛矿组分、传输层及高稳定器件构型设计在多智能体AI平台的辅助下,团队设计的高效率钙钛矿太阳能电池在100C持续运行1000小时后仍能保持97%的初始效率,突破了其长期面临的稳定性瓶颈。

27.41%!陕西师范大学赵奎&刘生忠&林雪平大学高峰最新Nature:配体的立体电子调控用于钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-15 09:06:21

2026年5月13日,陕西师范大学赵奎、刘生忠、瑞典林雪平大学高峰共同通讯在Nature在线发表题为“Stereoelectronicmanipulationofligandsforperovskitesolarcells”的研究论文。该研究通过配体吸附拓扑结构的立体电子调控,协同解决了界面缺陷钝化与电荷传输的矛盾,实现高效且稳定的钙钛矿太阳能电池。这项研究为钙钛矿太阳能电池的界面设计提供了新范式,有望推动钙钛矿太阳能电池迈向商业化。配体立体电子调控策略钙钛矿太阳电池的光电性能和稳定性

投资1.5亿元!年产50套钙钛矿高端装备项目落户龙游、拥有全球首个柔性轻质钙钛矿组件的户外光储示范项目来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-13 08:59:04

5月8日上午,浙江鑫锐腾智能科技有限公司在龙游正式开业。项目由龙游籍寓外人士、清华大学材料系校友陈小刚领衔。陈小刚长期从事高端设备研发,拥有30多项发明及实用新型专利。公司计划投资1.5亿元,建设年产50套钙钛矿高端装备项目。该企业还拥有全球首个柔性轻质钙钛矿组件的户外光储示范项目,其首创的多喷头喷涂设备打破了国外公司的垄断,产品可广泛应用于建筑光伏、汽车集成光伏、物联网及便携式消费电子等领域。

Nat Commun:功能交联 n⁺型中间层,钙钛矿电池效率直冲 26.34%!来源:知光谷 发布时间:2026-05-11 08:50:48

二氧化锡是n-i-p结构钙钛矿太阳能电池中核心的电子传输层材料,但其界面缺陷引发的载流子复合与能级失配问题,严重制约了钙钛矿电池的商业化进程。致密交联的P-DADMAC网络可强化界面机械互锁作用,提升界面附着力与应力耗散能力;同时,P-DADMAC释放的氯离子可协同钝化钙钛矿埋底界面与SnO表面缺陷,诱导形成梯度n型能带弯曲。

山西首条MW级钙钛矿太阳能电池中试线建设即将完工!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-05-07 16:55:49

日前,慕光薄膜投建的山西省首条MW级钙钛矿太阳能电池中试线项目迎来重要节点:整体工程已从初步定型阶段稳步迈入全面竣工阶段,厂房建设严格按照设计标准推进,车间内部装修进入收尾。目前,项目各项建设正按计划有序推进。建成后,该产线不仅是慕光薄膜的首条,也将成为山西省首条钙钛矿太阳能电池MW级生产线——一条从工艺到环境都真正属于钙钛矿的专属产线。

苏州大学申请单晶钙钛矿薄膜表面处理专利,提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性来源:金融界 发布时间:2026-05-07 09:34:29

国家知识产权局信息显示,苏州大学;苏州益恒能源科技有限公司申请一项名为“一种单晶钙钛矿薄膜的表面处理方法、钙钛矿电池及其制备方法”的专利,公开号CN121985709A,申请日期为2026年4月。本发明优化了单晶钙钛矿薄膜表面,同时提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。

关于征集光伏行业关键核心技术专利竞争态势瞭望研究需求与建议的通知来源:中国知识产权研究会 发布时间:2026-04-26 16:47:42

为充分响应行业共性问题和诉求,促使研究成果紧扣创新主体的实际需求,现面向钙钛矿太阳能电池、光储融合产业链相关企业、高校、科研院所公开征集研究需求及诉求建议。具体事项通知如下:一、研究目标本研究旨在深度研判钙钛矿太阳能电池与光储融合技术的全球专利技术竞争格局,系统分析两个领域专利相关的关键问题,为行业创新主体战略决策与相关政策制定提供高质量研究支撑,研究形成的部分成果将公开发布。

港城大&剑桥团队赋能钙钛矿电池量产来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-04-16 09:19:00

近日,香港城市大学曾晓成&朱宗龙&剑桥大学SamuelD.Stranks团队在Nature上发文,提出了一种自主闭环框架,将机器学习machinelearning驱动的材料发现与自动化制造平台相结合,用于可重复制备钙钛矿太阳能电池。研究发现新型钝化分子5ANI,制备出认证效率达27.18%电池,并在1200小时连续运行后保持98.7%的初始效率,器件可重复性较人工提升近5倍。为钙钛矿光伏技术的产业化提供了“AIforScience”驱动的解决方案。

总投资1亿!又一光伏项目落户安徽来源:光伏产业网官微 发布时间:2026-04-07 09:22:29

近日,总投资1亿元的钙钛矿真空镀膜装备项目正式签约落户安徽省合肥市新站高新区。据悉,该项目已入驻高端光学膜生产基地,建设专业化钙钛矿真空镀膜装备生产线,重点研发制造真空蒸镀及退火设备、磁控溅射设备、原子层沉积设备等核心装备,打造从核心设备研发制造到整线设计交付的一站式产业解决方案。钙钛矿太阳能电池是全球光伏产业的前沿赛道,镀膜设备作为核心环节,价值量占比居首,直接决定产业规模化发展水平。

协鑫集成牵头启动三端晶硅钙钛矿叠层太阳能电池测试标准化体系编制来源:协鑫集成 发布时间:2026-03-30 08:46:27

基于BC电池的三端钙钛矿叠层技术因无需严格电流匹配、兼顾成本与灵活性的优势,成为企业研发热点。近日,由协鑫集成牵头,联合苏州大学、扬州大学编制《三端晶硅-钙钛矿叠层太阳能电池标准化测试体系建设与性能验证》。同时,也能引导产业链协同攻关,加速三端叠层电池从实验室走向规模化量产,为光伏行业降本增效与高质量发展提供重要支撑,积极填补行业空白。