观研天下 2小时前
第三代光伏技术钙钛矿电池持续成熟,行业产业化有望加速
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一、钙钛矿电池是第三代电池,单结和叠层技术并行发展

钙钛矿太阳能电池(PSCs)是利用钙钛矿型材料作为吸光层的新型化合物薄膜太阳能电池。钙钛矿是一种具有很强光 - 电转换效率的材料结构,应用广泛,关注度高。钙钛矿(分子通式为 ABX3 的一类晶体材料),由于其光吸收系数高、载流子迁移率大、合成方法简单等优点,被认为是下一代最具前景的光电材料之一。

钙钛矿材料晶体结构

资料来源:公开资料整理

钙钛矿太阳能电池较晶硅太阳能电池理论上具备高效率、低成本优势,各企业纷纷布局钙钛矿光伏业务。钙钛矿结构可设计性强,具有非常好的光伏性能,是光伏近年来的热门研究方向。作为第三代光伏技术,因其高效率、低成本潜力被寄予厚望,是光伏行业重要的技术迭代方向。在原材料方面,钙钛矿太阳能电池组件产品主要是有机分子等,原材料成本仅为晶硅组件的一半左右。

资料来源:观研天下数据中心整理

光伏电池转换效率的高低决定了其未来的发展潜力,从理论极限转换效率来看,钙钛矿三结层电池最高,达 45%。其次分别为晶硅 / 钙钛矿双结叠层、钙钛矿电池单层电池、晶体硅太阳能电池、TOPCon 电池、HJT 电池、普通单晶硅电池,理论极限转换效率分别为 35%、31%、29.4%、28.7%、27.5%、24.5%。

数据来源:观研天下数据中心整理

二、晶硅巨头积极延伸布局叠,政策推动钙钛矿及叠层电池产业化有望加速

根据观研报告网发布的《中国钙钛矿电池行业现状深度研究与发展前景预测报告(2026-2033 年)》显示,国内厂商逐步聚焦柔性组件等差异化市场,晶硅电池巨头持续关注进展,围绕优势领域布局叠层电池技术,领先者百兆瓦级中试线已投产。产能扩张进展不断。据不完全统计,明确规模的产能规划超 33GW,其中仁烁光能等头部厂商量产展望乐观,技术的进一步成熟或将加速规划产能落地。

钙钛矿电池行业发展政策频出。钙钛矿技术自 2021 年起连续被纳入《" 十四五 " 能源领域科技创新规划》《" 十四五 " 可再生能源发展规划》等顶层设计文件,明确将其列为 " 新一代高效低成本光伏电池 " 重点发展方向。2023 年,国家能源局将钙钛矿列入可再生能源试点示范工程,工信部将其纳入智能光伏试点示范优先支持方向。2025 年,工业和信息化部办公厅发布《关于进一步加快制造业中试平台体系化布局和高水平建设的通知》,将钙钛矿光伏电池、叠层光伏电池等先进光伏技术纳入中试平台建设重点方向。

三、效率和稳定性双突破,钙钛矿市场空间广阔

目前钙钛矿太阳能电池大面积模块的效率仍远低于小面积,高质量、均匀、一致的大面积薄膜制备方法有待突破,主要技术挑战在于大面积制备的均匀性、材料稳定性和封装工艺,以提升组件的效率、寿命和良率。 小面积电池与大面积模块之间存在显著的效率差距的原因主要有:(1)溶液处理法下大面积薄膜的覆盖率、均匀性、平整度控制难度更高;(2)尺寸增大时,钙钛矿层的缺陷也增加,对光诱导载流子的提取和传输产生负面影响;(3)在大面积钙钛矿电池中,由于栅线区和刻蚀区等非光活性死区的面积增大,器件的有效光照面积下降。在串并联结构的设计和组件工艺影响下,透明电极的电阻随面积增大而近似线性增加,使电池的串联电阻增加,性能下降。

钙钛矿太阳能电池作为新一代太阳能电池,具有材料广泛、成本低廉、工艺流程短和转化效率高等优点,具备替代传统晶硅 太阳能电池的潜力。目前,随着钙钛矿电池技术突破,已步入商业化的关键节点,随着钙钛矿电池技术不断提升,未来钙钛矿电池渗透率也将随之增长。2025 年中国钙钛矿电池渗透率将达到 1%,2030 年将增长至 30%,市场规模将在 2030 年达到 950 亿元。

数据来源:观研天下数据中心整理(wys)

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