前不久，青岛北岸产业投资控股有限公司115kWp钙钛矿分布式光伏示范项目在城阳建成投运。这是全省首个钙钛矿多技术应用、多场景融合的示范项目，项目直流侧装机容量达115kWp，今年预计将输送超过300万kWh的绿色电力，减少二氧化碳排放2465吨。
被称为光伏“终极者”的钙钛矿太阳能电池，是一种新型化合物薄膜太阳能电池，具有高效率、低成本等优势。统计数据显示，晶硅电池的理论效率为29.4%，单结钙钛矿电池理论效率为33%，钙钛矿/硅叠层电池理论效率可达45%-50%。
经过十几年基础研究和产业化探索，钙钛矿太阳能电池已经到了产业化前的关键“窗口期”。率先实现其产业化生产、规模化应用，是地区绿色能源产业发展的关键抓手。
当前，青岛正加快建设“10+1”创新型产业体系，要实现2027年绿色能源产业规模达到500亿元的目标，钙钛矿电池就是重点发力的细分赛道之一。
通过打造示范项目、建设重点实验室、锻造通用技术及试验检测平台、推动产学研协同创新等方式，青岛正在让钙钛矿太阳能电池相关技术从实验室迈向场景化应用，率先实现“变现”。
青岛贡献全省42%的钙钛矿相关专利
山东新能源装机量居全国第一，但是产业链还不够强大。大力发展钙钛矿太阳能电池，是全省实现新能源产业发展换道超车的关键。抢抓机遇，去年初，山东发布全国首个钙钛矿电池专项支持政策，推动钙钛矿产业发展。
而省科技厅等部门牵头印发的《关于推进钙钛矿太阳能电池产业发展的实施方案》也提出，今年要实现钙钛矿太阳能电池产业创新能力显著提高，在大面积、高光电转换效率、长寿命等方面取得长足进步，具备规模化(百MW级)制备高效率、平米级钙钛矿太阳能电池组件的能力。该方案还明确，到2027年，钙钛矿太阳能电池产业布局持续优化，形成具有较强协同效应的钙钛矿太阳能电池“材料-设备-电池-组件”全产业链条，具备大规模(GW级)制备高效率、平米级钙钛矿太阳能电池组件的能力，与电力、建筑等行业融合的市场机制、商业模式日趋成熟，成为推动能源产业转型升级的重要支撑。
青岛要发挥龙头引领作用。来自青岛市科学技术信息研究院的调研报告显示，青岛在钙钛矿电池领域集中了全省大部分科研机构和高层次人才，部分领域研发水平位列国内第一梯队，贡献了全省42%的相关专利。
该报告显示，从前沿创新来看，青岛颇具研发实力。中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称“青岛能源所”)拥有国内最早的钙钛矿电池研究课题组之一，掌握了钙钛矿电池中所涉及的稳定剂、钝化剂、传输层材料等自主知识产权的制备技术，已经与我国领域内头部企业开展了系列横向合作;青岛科技大学在钙钛矿电池稳定性、铅泄漏防护、高效空穴传输材料等方面开展了系列研究;中国石油大学(华东)与华纳集团共建了钙钛矿光伏电池研发中心;山东大学(青岛)开展有机卤化物钙钛矿电池、含碳材料钙钛矿电池等研究，并在非铅钙钛矿发光材料等领域有深入探索……
在产业布局方面，青岛四方思锐等企业正围绕钙钛矿电池专用设备等进行研发。
无论是研发还是产业化，在钙钛矿太阳能电池领域走在前列、在全省发挥引领作用，青岛都责无旁贷。
围绕科研链、产业链进行“双链”布局
有专家指出，目前，钙钛矿太阳能电池仍面临钙钛矿材料稳定性等基础研究问题，面临产业化大面积制备效率降低、专有化生产试验设备欠缺等工程化问题。
推进产业化，就要贯通“基础研究-共性技术-产业示范”的全链条，在科研链、产业链进行“双链”布局，以建平台等方式，推动高校院所、科技企业以产学研协同的方式开展产业攻关和链式发展。
去年，省科技厅布局实施“钙钛矿太阳能电池”科技示范工程，组织山东能源集团、国家电投集团、青岛能源所等6家高校院所协力攻关，全力开展钙钛矿太阳能电池单结百兆瓦中试线、钙钛矿/晶硅叠层兆瓦级小试线、钙钛矿太阳能电池通用技术平台建设工作。其中，钙钛矿/晶硅叠层兆瓦级小试线、钙钛矿太阳能电池通用技术平台两个项目均在青岛布局。
目前，国家电投中央研究院牵头建设的“叠层兆瓦级小试线”，厂务系统自控调试工作已基本完成，进入试运行验证阶段;主体设备全部到齐，磁控溅射、热蒸发、原子层沉积完成单膜均匀性的调试，正进行狭缝涂布设备调整，即将贯通实现出片;开展2.5cm²级电池片的稳定转化效率达29%以上，已基本具备从总部实验室向小试线复制转移条件。
支持青岛能源所建设钙钛矿电池通用技术开放平台，青岛加强产业政策支持与示范带动，鼓励相关院所、高校、企业携手进行关键技术攻关，重点突破钙钛矿太阳能电池实验放大与稳定性等系列技术，促进钙钛矿太阳能电池规模化制备与多场景示范，形成协同联动的工作格局。
目前，钙钛矿电池通用技术开放平台已实现稳定运行。青岛能源所相关负责人介绍，一方面，该平台具备了单结钙钛矿太阳能电池组件(30cm*40cm尺寸)的制备能力，具备针对光伏器件的效率和稳定性测试能力。平台近期还升级了一台钙钛矿结晶设备、自主设计研发完成了一台气体输运沉积设备，在设备方面为钙钛矿太阳能电池筑基。另一方面，该平台“对外”服务，为山东能源集团技术人员开展了为期一个月的培训;为山东大学、青岛科技大学等单位提供了效率和稳定性测试等公共服务。“我们要利用平台优势，汇聚人才和成果，为单结、叠层线提供技术支撑和验证，同时为省内企业、高校院所钙钛矿技术发展提供必要的测试服务。”该负责人表示。
现在，青岛能源所的传输层材料体系已在多家钙钛矿企业验证，将协助山东能源集团重点解决钙钛矿组件的户外稳定性问题;与国电投进行全干法叠层制备工艺联合开发;与青岛地铁对接，探讨轨道交通相关场景产品开发和应用示范……
能源转型是实现“双碳”目标的关键，可再生能源是未来能源的主体，预计2050年在全球能源消费占比将达到三分之二。其中，太阳能必然是可再生能源的重要组成部分。以新一代薄膜光伏尤其是以钙钛矿为代表的光伏电池，是国际上太阳能光电发展的重点。
下一步，青岛还将在创新和产业化两个方面协同发力，进一步完善平台服务，推动户外示范项目建设，加速推动关键材料、设备、工艺技术向相关企业转化。随着产学研协同的深入，青岛钙钛矿电池的产业链条将持续发展完善，在全省放大引领带动作用。
