钙钛矿电池近期频频传来好消息:协鑫光电1米×2米钙钛矿单结组件效率达18.04%;极电光能1.2米×0.6米商用尺寸钙钛矿组件全面积效率达到18.2%,两者均打破世界纪录。与此同时,中国科学院合肥物质科学研究院近期通过设计添加剂均匀化钙钛矿薄膜相分布,获得了26.1%的光电转换效率;隆基绿能自主研发的晶硅—钙钛矿叠层电池,效率达33.9%。
光伏作为一种绿色低碳的清洁能源,在能源供应领域发挥着越来越重要的作用。那么,钙钛矿电池近来的各项突破意味着什么?钙钛矿电池距离商业化还远吗?
南华大学电气工程学院特聘教授刘畅向《中国能源报》记者介绍:“与其他光伏产品动辄600摄氏度、1100摄氏度的生产条件相比,钙钛矿电池生产要求更为简单,仅不到200摄氏度。并且组件具有柔性、极薄和高效率的特性,能耗回收期只有几个月,而硅基电池一般需要3年。”
凭借着各项优势,钙钛矿电池赛道已吸引诸多企业入局。目前,除了晶硅龙头企业隆基绿能外,汽车巨头长城、比亚迪也被吸引加入。
不过,作为一项新兴技术,钙钛矿电池要想把上述优势转化为实实在在的产品竞争力并不容易。
极电光能联合创始人、总裁于振瑞在接受《中国能源报》记者采访时表示,钙钛矿电池要实现大规模商业化,仍需进一步提升效率。“虽然近期行业内已实现在平米尺寸上超18%效率的阶段性成果,但这只是刚刚达到与晶硅电池竞争的基本门槛。要想参与市场竞争,钙钛矿电池效率要超过20%才有优势。”
此外,在产品寿命上,行业内也多有担忧。刘畅解释:“钙钛矿电池因其特性,目前的电池器件使用寿命大体在3至5年。若以晶硅电池为标准,则需要把寿命提升至25年才有可能实现并网发电的目标。”
于振瑞表示:“钙钛矿组件还需要通过更加强化的光热联合老化等测试项目,以及积累更多的户外实际电站应用数据,来证明产品寿命。”
在产业链方面,高成本也使量产难度增加。刘畅表示,上游的产线建设和仪器设备供应尚未有标准化规范,主要由各企业自主研发为准。“目前,市面上仅捷佳伟创、杰普特、德沪等公司可以提供部分主要设备。”
业内人士普遍认为,钙钛矿电池实现商业化应用,解决稳定性是首要任务。
“钙钛矿电池在温度、湿度、光照不适的条件下容易发生降解。因此,尽管其在实验室的理论效率能高达40%,但实际做到很有难度。若该问题得不到解决,未来钙钛矿电池商业化面临障碍。”隆众资讯光伏产业分析师方文正表示。
“行业内还存在着叠层电池和单结钙钛矿电池两种技术路线的争议。有观点认为,单结钙钛矿电池将早于叠层电池实现产业化。”于振瑞说,“长期来看,两种技术产品各有优势,在大面积上,单结钙钛矿电池更有度电成本优势;在有限面积上,叠层电池则能装更大容量。不过,无论是哪种技术路线,如果稳定性问题不解决,都将难以实现商业化。”
对此,于振瑞建议行业上下游协同配合,打通全产业链。“尤其是设备供应商、原材料供应商,应一起深化合作,探讨多种合作模式,推动产业链共同发展。”

