“钙钛矿光伏技术产能有望达到吉瓦级”“钙钛矿成本将降至每瓦0.64元”“钙钛矿产业规模大，延伸行业多，需要从上游到下游的全产业链培育”……
这是《中国能源报》记者在“2024钙钛矿产业发展大会”上听到的声音。在业内专家看来，钙钛矿技术当前正处在从实验室迈入产业化阶段的关键发展时期。从今年年底到明年上半年，随着相关吉瓦级项目陆续投产，钙钛矿有望实现“从0到1”的关键一跃。
■ 产业快速发展
近日，有关钙钛矿新闻颇多：国内首个半透明钙钛矿太阳能电池并网发电项目、常州基地的捷佳伟创钙钛矿中试线正式投产运营，宁德时代正在搭建钙钛矿光伏电池的中试线。“钙钛矿电池研发项目正处于实际生产线量产化实验阶段。”拓日新能董秘近日回答投资者提问时表示。
在业内人士看来，中试线的建设和投产标志着钙钛矿光伏技术在向商业化迈进过程中的重要里程碑，它们不仅展示了技术进步，也为未来大规模商业化生产提供了基础，钙钛矿产业化有望快速实现“从0到1”。
钙钛矿产业正处于快速发展的阶段，技术革新与产业化进程持续加速，引发全球范围内的广泛关注与资本投入。目前，全球已有超过6000家研究机构以及来自100多个国家的学者，投身于钙钛矿技术的研发工作。“在国内，从事钙钛矿组件生产的企业已超过60家，其中4条吉瓦级生产线正在建设中。”中国华能集团清洁能源技术研究院院长肖平表示，据不完全统计，国内钙钛矿企业的融资总额已超过20亿元。
谈及钙钛矿产业发展优势，中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员李永肪表示，与晶硅太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池展现出诸多优势，原材料成本较低、低碳排放、活性层厚度较薄，且能够制备成柔性器件。此外，钙钛矿太阳能电池的优势还在于其轻薄柔软的特性，这使得它在应用场景上与晶硅太阳能电池形成互补。
业内人士建议，为充分利用这些优势，可以考虑开发制备钙钛矿、有机叠层太阳能电池，通过结合两者的长处，实现高效且稳定的第三代太阳能电池。同时，将钙钛矿太阳能电池作为前结电池使用，可以有效防止紫外光对后结有机太阳能电池的破坏，进而提升整体的光照稳定性。
■ 仍面临一定挑战
不过，快速发展的钙钛矿产业也面临一系列挑战，其中之一就是知识产权的分散性。
“目前，我国钙钛矿在光伏专利申请量中的占比超过84%。为推动产业发展，建议行业内实行专利交叉授权，以形成合力。”肖平直言，另一个挑战是钙钛矿标准化较为滞后。目前，通用光伏标准已有500余项，而钙钛矿专有标准尚不足10项。钙钛矿材料层的制备方法、电池缺陷的定义、老化规律、封装材料的要求、低辐照度性能，以及电池的光暗交替性能测试等方面与晶硅技术存在较大差异，迫切需要先行制定钙钛矿技术的相关标准。
在技术层面，钙钛矿产业化还面临一些技术难题。“大面积成膜和结晶过程成为产业化发展的核心技术难题。因此，在大规模生产时，确保成膜和结晶的均匀性与优化，是攻克产业瓶颈、提升产品质量的关键所在。”肖平坦言，核心的技术挑战主要集中在钙钛矿材料的衰减和老化问题上。与传统材料不同，钙钛矿是一种有机—无机杂化材料，其中包含了大量的有机元素。这种特殊的组成使得钙钛矿在结晶过程中需较低的温度，这虽然具有低能耗的优势，但更易发生衰减和老化。
中国工程院院士、华北电力大学校长杨勇平提醒，钙钛矿材料在光照、湿度、温度等环境因素的影响下，容易发生降解，导致电池性能下降。因此，提高钙钛矿材料的稳定性也是当前科研的重点任务之一。同时，规模化生产技术也是亟待解决的难题。目前，钙钛矿电池的制备技术主要适用于实验室规模，要实现大规模生产，还需进一步优化工艺、提高生产效率、降低成本。此外，还需要建立长期的可靠性测试方法和标准，以确保钙钛矿电池在实际应用中的性能和寿命。
业内人士一致认为，如何抑制钙钛矿材料衰减，以及通过封装技术和合成方法来增强其抗老化和耐久性能，是非常关键的问题，解决这一问题对于提升钙钛矿材料的稳定性和使用寿命具有重要意义。
■ 降低成本是关键
在解决关键性技术难题的同时，成本也是一个不容忽视的重要环节。从目前的情况来看，钙钛矿电池成本虽然相较两年前有一定程度下降，然而，如何进一步降低成本，以促进其尽快实现经济效益，仍存在挑战。
“高质量、低成本的产业配套是钙钛矿技术进入光伏市场的重要前提。”华北电力大学新能源学院院长李美成表示，“未来，应着力提升钙钛矿产业配套能力，加快上下游产业链技术创新，为组件生产提供更加先进的配套条件。通过实施全链条成本控制，可进一步降低材料、装备和工程成本，从而增强钙钛矿光伏技术的市场竞争力。此外，钙钛矿光伏技术的上下游产业链亟须进一步完善，同时亦需深入挖掘产线的产能潜力。”
业内人士普遍认为，降低钙钛矿光伏技术的成本是推动其商业化和普及的关键。通过改进合成方法，提高钙钛矿材料的纯度和效率，减少废弃物和副产品，从而降低材料成本。最重要的是科研、企业要不断优化生产工艺，减少生产过程中的能源消耗和材料浪费，提高生产效率。
