“去年我们谈的更多是钙钛矿产业化技术，今年就转向商业化解决方案了。今年大家能感受到，钙钛矿电池到了商业化的关键节点。”8月25日至26日，第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛在江苏常州举行，钙钛矿组件公司极电光能联合创始人邵君在论坛上表示。
产业化前夕，已有超前订单出现。极电光能宣布已拿到2.8GW来自大冶新能源项目的订单。目前公司150MW试制线设备还在安装调试，预计三季度首片下线。极电光能打算把这个项目作为示范应用来培育市场信心。此外，大正微纳宣布有170MW的意向订单，目前公司也还在试制和送样。
钙钛矿电池的关注度也陡然上升。主办方亚化咨询工作人员告诉记者，往年这个论坛参会人数在500人左右，今年暴增到近千人，特别是多了很多券商和投资人。“很多是奔着钙钛矿来的。”参展商苏州上器的工作人员向记者表示。记者观察到还有券商在现场设置了闭门会议。
记者早上8点到达会场，距离开始还有半个小时，前排一半以上的位置都已经被坐满。
“前夕”会有多久？投资者既想赶在爆发前进入，又怕只是一阵虚火。“这是个非常好的行业！”现场有券商研究员向记者说。同时，现场也有长期跟踪光伏的一级市场投资者告诉记者，他担心钙钛矿的那些技术指标不能如期实现，所以还在观望中。
外界最关注的问题，可以划分为钙钛矿技术和商业化两大方面。论坛上，钙钛矿企业详细讲述了他们在这两方面的进展和未来规划，上证报记者进行了实录和整理。
从光伏建筑一体化打开市场
“那天我在自己办公室，有一个(钙钛矿)组件，太阳挺不错的，我就把它插到手机上。它直接可以带起华为的快充。据我们估测，这比正常的充电速度还快一点，甚至跟40W的差不多。”论坛现场，大正微纳总经理虞旺展示了一段视频，视频中的钙钛矿电池和平板电脑差不多大，像一张打印的照片一样薄而柔软。
虞旺告诉上证报记者，这完全可能开发成一个产品，柔性钙钛矿下游应用非常多。目前，大正微纳一些应用在3C上的产品正在给企业送样；同时，600*1200mm大尺寸样品也正在制作中。
作为一种半透明、颜色可调的轻薄光伏材料，钙钛矿电池可刚可柔，而且弱光发电性比晶硅更好，下游企业有许多开发方向可选择。
据上证报记者梳理，许多企业首先将应用场景瞄准了光伏建筑一体化(BIPV)领域。
虞旺在论坛上说：“投资人经常问柔性钙钛矿的市场有多大，能做什么。《蔚来资本2022投资展望白皮书》估算，根据住房和城乡建设部计划的80%建筑竖立面安装光伏，市场规模在1.3万亿元，数字很‘夸张’。”
另一家钙钛矿组件公司纤纳光电CEO姚冀众也表示，钙钛矿电池可以跟农业、茶业等结合。光先透过太阳能电池再照射在植物上，可以实现农光互补、节约土地资源、实现原有土地增值。
跨界进入光伏领域的上市公司金刚玻璃的总经理严春来表示，未来晶硅和钙钛矿两种技术路线可以在建筑领域“共舞”。建筑屋顶及朝南面可以使用晶硅甚至叠加钙钛矿，侧面等弱光环境则使用钙钛矿电池，充分利用建筑的各个部位实现最大化发电。
邵君认为，先做光伏建筑一体化、再进入光伏电站是钙钛矿电池发展的两次大机会。“近期是用在BIPV，因为BIPV有利于钙钛矿企业通过应用示范积累实证数据，这有利于验证钙钛矿电池的稳定性。待产业化技术更成熟之后，标准组件才是钙钛矿的终极目标。预计2025年后进入主流市场，2028年左右取得优势市场的地位。”她给出时间预测。
仁烁光能董事长、南京大学教授谭海仁则补充认为，钙钛矿电池在临近空间(比如卫星)上的应用前景也非常广阔。他表示，钙钛矿材料质量轻、效率高、可折叠，而且有优异的耐空间辐照特性。同时，太空中几乎无水无氧的环境降低了钙钛矿电池的封装要求。但临近空间要求的工作温度范围比地表更大，这是一个挑战。
技术和商业化有这些需要突破
从技术改进方面来说，其它钙钛矿组件企业也主要是在围绕效率和稳定两方面展开研究。本月科技部等九部门印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022-2030年)》中，就明确指出发展“高效稳定”的钙钛矿电池。
邵君在题为《钙钛矿组件的商业化解决方案》演讲中表示，目前钙钛矿要实现量产，既需要提升技术，还需要进行商业生态体系建设。技术提升的要点在于在大尺寸组件上提高钙钛矿结晶质量，以及提高钙钛矿电池稳定性。商业生态体系建设上，需要和供应链企业共同开发设备、建设行业标准以及进行示范应用和市场培育。
当下，不少钙钛矿电池的实验室效率已经做到和晶硅持平，甚至超过晶硅，但大尺寸(如1.2mx0.6m)组件的试制效率还很难达到20%。原因在于，从实验室的小面积扩展到产线的大面积，钙钛矿材料的结晶难度会大幅提高。
邵君介绍，生产中钙钛矿材料会被均匀地涂布在其它材料上，然后成长成晶体。“放大到平米级大小的组件上，控制晶体生长是一个很大的挑战，”邵君说。
除了大面积结晶技术的开发之外，选择何种材料也是提升效率的关键。钙钛矿组件公司协鑫光电总经理田清勇说，“配方决定了电池效率的上限，目前产线的配方还在不断迭代。配方不仅包括钙钛矿的配方，还包括添加剂、钝化剂和缓冲层材料。”(注：钙钛矿不是单一物质，而是一类物质的统称。)
稳定性方面，由于钙钛矿电池会在水、氧、光、热等作用下发生各种侵蚀和缺陷，研究人员需要调整材料和工艺进行解决。例如，邵君介绍，如果钙钛矿材料和电极金属直接接触，钙钛矿当中的卤素可能会侵蚀电极，造成电池效率下降甚至报废。在二者之间加入隔层材料可以有效减少这种互相侵蚀。
“对晶硅组件来说，双85测试效率减少5%是及格线，减少2%以内算优秀。钙钛矿电池效率不降反增，可以说稳定性至少在单项测试上没有问题。不过这不只是钙钛矿电池的优点，像碲化镉、铜铟镓硒等薄膜电池都有这种现象。”田清勇表示。
除了上述技术方面的开发之外，钙钛矿电池的商业化也在同步快跑。
由于钙钛矿电池的材料、工艺和设备需要协同开发，现有的薄膜和显示领域设备不能直接使用，论坛中许多设备企业都表示正在配合钙钛矿组件企业调试适合这个行业的设备。田清勇表示，协鑫光电的激光设备供应商就给了他们长达一年的驻厂时间，以配合调整设备。
邵君介绍，目前业内普遍对钙钛矿电池能否沿用晶硅的IEC测试有疑问，钙钛矿行业亟需建立标准体系。极电光能目前正和同行及高校推动标准制定工作。“一万个小时意味着多少年的寿命？只有建立了标准体系，才能对稳定性进行评估，才能更好地推向市场。”邵君说。
关键的还有市场信心。田清勇坦言，目前钙钛矿电池还在产业化的初期阶段。提高电池效率只是第一步。“我们还需要说服下游的客户接受我们钙钛矿的稳定性的论断。一方面需要通过晶硅能通过的，甚至加严的测试；另一方面，要建设至少兆瓦级的电站，经过长期运转，让别人相信钙钛矿电池可以稳定运行。做完这些至少要2至3年。”
已有企业在自建的钙钛矿小型电站进行户外测试。协鑫光电展示了今年其户外小型电站的日发电量数据。田清勇分析，从春到夏，该电站的最高功率点变化不大，这说明温度变化对钙钛矿电池的发电效率影响不大，侧面印证了钙钛矿组件的低温度系数。
姚冀众则介绍，纤纳光电测试发现，钙钛矿电池在早晚弱光环境下的发电时间比PERC电池多1个小时左右，这让钙钛矿电池一年可以多发电3%至5%。
不过，这些测试数据规模还比较小。就像田清勇所说，要让客户真正相信钙钛矿电池的稳定性，还需要大规模、长时间运行的户外电站数据来证明。
从单层走向叠层
钙钛矿作为一种薄膜型光伏电池，不仅自己可以做成单层电池，理论上还可以叠加在各种电池材料表面，形成“叠层电池”，提高光的利用效率。
谭海仁带领的团队至今保持着“钙钛矿叠钙钛矿”(全钙钛矿)这种叠层电池的转换效率世界纪录。他表示，单层晶硅电池的产业化上限在26%，再向上就要考虑叠层。即便是钙钛矿电池，单结电池的实验室效率也在趋近于天花板。
他表示，“钙钛矿可以和晶硅或其它吸收红外光的材料进行叠层。这当中，钙钛矿和钙钛矿进行叠层的效率最高的，理论效率可达到43%以上，可实现效率在35%左右，并且将来钙钛矿叠层的成本降幅也更有优势。”
谭海仁介绍，开发全钙钛矿叠层电池面临着和单层钙钛矿电池类似的挑战。此外，特殊的挑战在于上下两层钙钛矿的互联问题，以及宽带隙和窄带隙钙钛矿材料本身的研究。
对于许多有硅技术积累的公司来说，晶硅叠加钙钛矿是一个既能利用原有产线和技术积累、又能降本增效的路线。尤其异质结叠加钙钛矿这种方式最被看好。
对于硅和钙钛矿叠加后的效率，纤纳光电姚冀众分析称，将会有2/3的转换效率来自钙钛矿，1/3来自晶硅层。所以，要做好钙钛矿叠层电池，关键还是要做好钙钛矿层。
曾经尝试过硅叠钙钛矿的协鑫光电持同样的观点。田清勇表示，协鑫光电对叠层持开放态度。但是，直接在硅片上制造钙钛矿电池的难度远大于在玻璃上制造。而且，不论什么类型的电池进行叠层，都应该先把单结的制造问题解决好。因此，协鑫光电目前选择开发单结电池。
这些上市公司也在参与
上证报记者梳理发现，目前不少头部上市公司也开始开发钙钛矿电池。其中，有晶硅背景的公司主要在向硅叠钙钛矿电池方向努力：
□ 宁德时代正在搭建100MW中试线，目标尺寸1.2mx0.6m，公司表示相关研究进展顺利。
□ 天合光能正在研究晶硅钙钛矿叠层电池，承担国家重点研发计划项目的研究，不断提升叠层电池转换效率。
□ 东方日升表示，公司有一支团队主攻钙钛矿技术的研究，主要研究方向是叠层电池，目前研究成果处于保密阶段。
□ 晶科能源表示，正推动钙钛矿电池技术从实验室研究到未来产品量产工艺方案的开发。
□ 聆达股份表示，关注钙钛矿电池技术的发展，并把异质结叠加钙钛矿技术列入三期规划。
□ 通威股份今年半年报中提到公司已全面开始了对钙钛矿/硅叠层电池的研究与开发。
□ 中来股份表示，公司的钙钛矿叠层电池正在研发中，现阶段重点在研发匹配钙钛矿的底层电池。
□ 杭萧钢构在互动平台上称，子公司合特光电计划2022年底投产首条晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线，目标转化效率为28%以上。
□ 隆基绿能则表示，将对钙钛矿等新型电池技术保持密切跟踪和关注。
此外，捷佳伟创、迈为股份、京山轻机、杰普特、大族激光等均已开始开发适用于钙钛矿组件生产的设备。
（文章来源：上海证券报）
文章来源：上海证券报
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