▶ 本报记者 叶伟
近日，科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022-2030年）》提出，研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术。在此之前，《“十四五”可再生能源发展规划》也强调，要掌握钙钛矿等新一代高效低成本光伏电池制备及产业化生产技术。
与此同时，新能源头部企业开始加大钙钛矿电池研发力度，积极推进钙钛矿电池产业化。
业内人士认为，在政企共同推动下，钙钛矿电池正加速走向商业化，未来有望改变光伏应用市场的产业格局。
具有显著优势
钙钛矿电池是指利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池。近期在政策助推下，钙钛矿电池备受行业和资本关注。从“无名之辈”到“明日之星”，钙钛矿电池有什么显著优势？
“在晶硅光伏领域，大部分技术是由国外企业完成研发后再引入国内。而钙钛矿电池技术是国内企业第一次从材料、设备到工艺全面实现自主研发。”协鑫光电董事长范斌表示，钙钛矿电池技术经过多年发展，逐渐向世界证明了其高效率、低成本等诸多优点。
范斌说，效率方面，钙钛矿电池的理论转化效率可以达到33%，晶硅电池的理论转化效率只有29.3%。成本方面，钙钛矿电池整个生产过程工艺温度都很低，而晶硅电池的生产能耗远远高于钙钛矿电池，最终钙钛矿电池组件成本大概会比晶硅的成本下限还能够低40%-50%。
中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司光伏部主任赵东明表示，钙钛矿电池具有效率高、成本低、应用广的优势。钙钛矿电池的光电转换效率理论极限超过30%，远高于晶硅电池。1公斤钙钛矿可制造200千瓦光伏电池，百万千瓦级组件产线成本约0.6元/瓦，而1公斤晶硅只可制造1千瓦光伏电池，百万千瓦级组件产线成本约1.6元/瓦，成本更高。
此外，钙钛矿电池应用前景更广阔。由于高转化率和低成本优势，钙钛矿电池适用于大型光伏电站等应用场景。同时，因其轻薄、柔性和可定制特性，一旦突破关键技术，未来有望广泛适用于光伏建筑一体化、电子消费产品、传感器、布料等多种场景。
企业加快布局
在政策层面鼓励下，协鑫、隆基、晶科、天合光能、通威股份、宁德时代等一众新能源行业龙头纷纷布局钙钛矿电池，加大力度研究相关技术，抢滩未来技术制高点。
据了解，目前，协鑫光电生产的尺寸为1m×2m的全球最大尺寸钙钛矿组件已经下线，投建的全球首条100MW量产线已在昆山完成厂房和主要硬件建设，即将投入量产。
范斌表示，100MW线的产品主要给客户试用，同时建设示范电站，让客户和市场接受钙钛矿。现在最关键是把100MW线跑通，这也是最艰难的一步，100MW如果打通了，后面扩充到1GW、10GW就会容易很多。
此外，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；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；中来股份在近期回复投资者时表示，公司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等。
范斌表示，钙钛矿是下一代光伏材料目前最佳选择。在政策和市场助推下，相信钙钛矿电池产业可以成长起来。
“未来，钙钛矿电池有可能是发电成本最低的一种光伏发电技术路线。”北京特亿阳光新能源总裁祁海珅说，但现阶段，钙钛矿电池技术更多的是给晶硅电池技术赋能，增加钙钛矿技术的HJT异质结叠层电池应该是技术融合的最佳突破路径，达到30%光电转化效率的可能性还是比较大的，这是单纯依靠晶硅技术的电池无法触及的，很大程度上需要钙钛矿电池技术的赋能和加持。
产业化道阻且长
不过，钙钛矿电池走向更广阔的市场，需要越过实验室到生产线的“鸿沟”。
“钙钛矿电池虽然投资成本低、转换效率潜力高，但是其衰减快、寿命短、难以实现大尺寸等一系列问题都需要不断地解决和提升，才能具有大范围商业化推广的条件。”祁海珅表示。
赵东明表示，钙钛矿电池产业化面临的挑战包括：需要探索从小面积到大电池模组的材料、工艺、设备全技术路径；同时需要有大面积、高质量制造装备，以提升模组电池效率和稳定性。
范斌说：“钙钛矿电池最明显的缺点就是还没能量产，也就是说在还未真正实现量产时，钙钛矿电池从设备到材料体系到工艺，都有一些不确定性。特别是钙钛矿结晶工艺是一个全新的工艺过程，在别的行业内找不到类似的东西，所以就会带来很多不确定性。”
未来如何推动钙钛矿电池产业化？赵东明表示，要加大投入，开展钙钛矿电池技术研发和实验室建设，推动技术不断成熟。
范斌说，钙钛矿电池转化效率和稳定性已在实验室中得到很好的结果，现在最重要的是在量产中实现商业化应用。
此外，隆基绿能总裁李振国近日在中国工程院创办的英文学术期刊《Engineering》上刊文称，如果在未来几年里钙钛矿电池的寿命和大面积效率损失问题能够得到有效改善，那么钙钛矿、晶硅叠层电池有望成为未来的高效率电池主流。
