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“今年大家能感受到,钙钛矿已到了商业化的关键节点。”8月26日,在第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛上,钙钛矿组件公司极电光能联合创始人邵君说。


同日,另一家钙钛矿组件公司仁烁光电宣布完成数亿元的Pre-A轮融资,本轮融资由三行资本领投,中科创星、苏高新等跟投,募集资金主要用于150MW钙钛矿组件量产线落地。

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甚至有客户愿为尚未完成试制的钙钛矿组件产品买单。如极电光能宣布已拿到2.8GW订单,而公司150MW试制线设备还在安装调试,预计三季度首片下线;大正微纳亦宣布有170MW的意向订单,而目前公司还在试制和送样。

从出发

上海报记者梳理发现,目前大部分钙钛矿组件企业还在调试试制线阶段,其中不少企业都将“试水点”瞄准了光伏建筑一体化(BIPV)领域。

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邵君认为,钙钛矿组件将面临两次大的机会:一是BIPV,二是光伏电站。“BIPV有利于钙钛矿企业通过应用示范积累实证数据,从而验证钙钛矿电池的稳定性。

待产业化技术成熟之后,标准组件才是钙钛矿的终极目标。”其同时给出时间预测,预计2025年后进入主流市场,2028年左右取得优势市场的地位。

大正微纳总经理虞旺亦有类似判断:“投资人经常问柔性钙钛矿的市场有多大,能做什么。据第三方估算,根据住建部规划的80%建筑竖立面安装光伏,预测这一市场规模在1.3万亿元左右。

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纤纳光电创始人姚冀众表示,可以跟农业、茶业等结合。光先透过电池再照射在植物上,以此实现农光互补,节约土地资源,实现原有土地增值。

仁烁光能董事长、南京大学教授谭海仁则认为,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,太空中几乎无水无氧的环境非常适合使用钙钛矿电池。

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技术、商业化双突破

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,但大面积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他材料上,然后成长成晶体。而钙钛矿的结晶特点是时间短,工艺窗口时间只有5秒甚至2秒。

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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。

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。”

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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,许多设备企业表示,正在配合钙钛矿组件企业调试适合其行业的设备。

单层走向叠层

钙钛矿作为一种薄膜型光伏电池,不仅可以做成单层电池,理论还上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。

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据介绍,谭海仁带领的团队至今保持着“钙钛矿叠钙钛矿”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天花板。

钙钛矿和钙钛矿进行叠层的理论效率最高可达到43%以上,可实现效率预计为35%,将来钙钛矿叠层的成本降幅也更有优势。而对于两层的电池来说,特殊的技术难题在于上下两层钙钛矿的顶底电池互联、宽带隙和窄带隙的钙钛矿材料研究。

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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广为市场看好。

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。

(文章来源:上海证券报)

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