“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
867万元!合肥一钙钛矿项目发布招标公告!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2026-07-07 09:33:40

合肥新站建设发展有限公司启动钙钛矿真空镀膜装备生产空间装修工程招标,合同估算价867万元,改造面积约3700平方米,工期180天。项目落地合肥新站高新区淮海大道高端光学膜生产基地,标志着区域加速布局钙钛矿光伏核心装备产业化,凸显钙钛矿技术从实验室迈向规模化制造的关键进展。

联想创投旗下基金入股钙钛矿光伏企业来源:天眼查 发布时间:2026-07-01 08:51:39

湖南炎和科技有限责任公司近期完成一轮股权变更与增资:原股东退出,新增联想创投旗下安徽省联想强链补链创业投资基金合伙企业(有限合伙)及Astrend Opportunity IV (Hong Kong) Alpha Limited等为新股东;注册资本由约542.8万元增至约732.7万元。该公司成立于2024年1月,法定代表人为冯凡,主营业务涵盖太阳能发电技术服务、半导体器件专用设备制造及光伏设备与元器件制造。公开信息显示,其核心聚焦于钙钛矿太阳能电池技术的研发与产业化。目前,公司由冯凡、彭宗阳及新进投资方共同持股。此次入股标志着联想创投在新能源尤其是前沿光伏技术领域的战略布局进一步深化。

山东科技大学科研团队在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得新突破来源:中新网 发布时间:2026-06-30 10:11:41

山东科技大学豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池稳定性难题上取得重要进展,相关成果发表于《Nature Communications》。针对柔性器件中钙钛矿层与聚合物基底热膨胀失配导致的疲劳裂纹问题,团队提出“错位偶极工程”策略,设计出一种可修复的含氟聚合物弹性体并引入钙钛矿薄膜。该材料显著增强晶界韧性、抑制热膨胀,从而缓解热应力损伤。实验显示,柔性器件光电转换效率达25.54%,刚性对照器件为26.83%;在严苛条件下表现优异:经11000次弯曲和500次热循环后,效率仍保持初始值90%以上。该研究为高稳定性、长寿命柔性光伏器件的实用化提供了新路径。

好技术变成好生意:极电光能的钙钛矿第二场大考来源:索比光伏网 发布时间:2026-06-25 01:11:21

本文聚焦极电光能推动钙钛矿光伏技术产业化落地的实践路径,指出行业已从“能否做出”迈入“是否值得采用”的第二场大考。文章以极电无锡GW级产线稳定运行为背景,系统阐述其围绕“大尺寸、高效率、高稳定、低成本”构建的“极创+”量产技术体系,强调将材料科学问题转化为可工程化解决的制造难题;介绍面向真实场景的“创势”系列产品,涵盖高强度“玄甲”与轻量化“飞羽”,体现技术向产品转化;并指出通过银川、大庆等实证基地数据、第三方认证及19MW大型项目落地,正逐步建立客户、金融、保险等多方参与的商业化验证生态。全文凸显钙钛矿正从技术叙事转向以制造能力、场景适配和可信验证为支撑的商业闭环。(199字)

武汉理工大学AM:无反溶剂法制备高效α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-06-22 09:35:36

本文报道武汉理工大学团队针对无反溶剂法制备α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池所面临的成核缓慢、结晶不均及溶剂化中间体干扰等关键瓶颈,提出一种基于分子偶极矩调控的添加剂策略。研究筛选出偶极矩为1.9 Debye的氟取代间苯二甲酸二甲酯衍生物(DMIP-F),其可通过与Pb²⁺、FA⁺和I⁻形成多重配位与氢键作用,显著抑制不利中间相生成,将α相主导时间从150秒以上大幅缩短至23秒,从而获得高结晶性、低缺陷密度的高质量钙钛矿薄膜。基于该工艺,无反溶剂正置结构器件实现26.28%的光电转换效率,为同类器件最高公开纪录;同时展现出优异稳定性——85℃老化1500小时后效率保持93.7%,最大功率点追踪1000小时后仍维持初始效率的90%。

北京大学周欢萍/严纯华等Nature:原位聚合限域策略实现高效蓝光钙钛矿LED来源:北京大学材料科学与工程学院、北京大学新闻 发布时间:2026-06-18 15:22:05

北京大学周欢萍、严纯华与孙聆东等合作,在《自然》发表研究,提出“原位纳米晶限域”策略,突破蓝光钙钛矿LED(PeLED)发展中高结晶性与小尺寸难以兼顾的核心瓶颈。该策略利用可聚合配体在结晶过程中原位形成聚合物网络,动态限制纳米晶生长,既抑制晶粒过度长大,又延长晶格重排时间,从而获得尺寸均一、缺陷少、结晶度高的纳米晶;同时诱导正交相向立方相转变,削弱电子-声子耦合,提升辐射复合效率。所得薄膜光致发光量子产率(PLQY)达83%,据此制备的蓝光PeLED在491 nm处实现21.8%的外量子效率(EQE),并使器件运行寿命提升超6倍。该方法具有普适性,为高性能光电材料设计提供了新路径。

总投资20亿!内蒙这一地拟新建钙钛矿材料项目来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-06-17 17:15:00

内蒙古钛晶新能源科技有限公司拟在京蒙园区西片区投资约20亿元,建设新型钙钛矿材料及纳米合金金属粉体材料项目,建设期为2026年8月至2028年8月。项目占地约100亩,目前已向旗政府提交情况说明,处于报批及规划招商阶段。建成后预计年产值3.6亿元、年税收1亿元,年用电量约1亿度(折合标煤1.2万吨),年生活用水2000吨,可提供就业岗位约300个。项目不属于国家2024年产业目录限制类范畴,公司主营业务涵盖光伏设备制造、新材料研发、电子专用材料生产、储能技术服务及有色金属合金制造销售等领域。

极电光能“创势”系列新品全球首发,开启钙钛矿光伏“价值升维”新时代!来源:极电光能 发布时间:2026-06-04 08:38:36

文章介绍了极电光能于2026年上海SNEC展会全球首发的“创势”系列钙钛矿光伏新品,标志着钙钛矿技术从规模扩张迈向价值深耕的新阶段。面对行业在效率、尺寸与可靠性之间的“三角僵局”,该系列以“价值升维”为核心理念,依托全栈自研工艺与海量场景数据,推出两款差异化产品:面向极端气候环境的“创势S2-玄甲”高强度组件(采用3.2mm钢化玻璃,正面载荷达5400Pa,通过超IEC标准冰雹与防火测试);以及面向轻量化应用的“创势S1-飞羽”超轻组件(重仅4kg,厚度2.6mm,支持背胶安装)。系列新品均搭载“极创+”技术,兼顾安全、可靠与场景适配性,并获德国莱茵TÜV权威安全认证,为钙钛矿光伏产业化树立了可量化的可靠性新基准。(198字)

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