转化效率不断突破，钙钛矿电池产业化进程加速
钛媒体产业研究部
· 2023.02.10 12:00
(资料图片仅供参考)
优先关注与晶硅叠层方向进展。
日前，曜能科技宣布公司自主研发的25cm²钙钛矿/晶硅两电极叠层电池稳态效率达到29.57%，成为目前公开的大面积叠层电池最高效率，此外，多家上市公司相继宣布钙钛矿太阳能电池投资计划。
2月3日，宝馨科技发布对外投资进展公告，公司与合作方设立合资公司，将在钙钛矿-异质结叠层电池技术的研发以及产业化方面进行合作，并将相应技术用于公司异质结电池项目。
1月31日，皇氏集团发布公告，控股子公司与黑晶光电签署协议，双方将在TOPCon/钙钛矿叠层电池方面进行合作并提升公司 TOPCon 太阳能电池效率；利元亨表示公司目前钙钛矿设备正在头部客户试样；微导纳米表示公司目前已取得钙钛矿异质结叠层电池订单。
随着钙钛矿领域不断实现突破，产业化进程正在加速，协鑫光电、纤纳光电和极电光能等企业已建成百兆瓦级钙钛矿产线，同时通威、隆基以及天合光能等晶硅电池厂商也纷纷布局钙钛矿电池业务。
钙钛矿板块自12月下旬以来也持续走强，钙钛矿电池指数从12月26日至今涨幅达到31.49%，期间京山轻机、杭萧钢构等公司股价涨幅超过50%，大幅领先大盘走势，本文我们来对钙钛矿电池产业进行一下分析。
资料来源：wind，钛媒体产业研究部
转化效率更高，反式平面结构是产业化主流
钙钛矿是指分子式为ABX3的一类化合物，其中A、B分别为离子半径不同的有机或无机阳离子，X为阴离子，钙钛矿太阳能电池一般是指采用钙钛矿晶体结构的有机金属卤化物作为吸光层材料的电池，属于第三代太阳能电池。
与传统的晶硅太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池理论转化效率更高，单结钙钛矿电池理论转化效率达到33%，而晶硅电池行业目前由PERC电池正在转向的HJT和TOPCon电池理论转化效率分别为27.5%和28.7%。
此外，由于钙钛矿电池的带隙可调节，通过调节钙钛矿带隙宽度可实现对不同波长光的吸收，将钙钛矿电池叠在晶硅电池上制备出的钙钛矿/晶硅叠层电池转化效率可达到43%，而全钙钛矿多结叠层电池的理论转化效率可达到45%以上。
相对于晶硅电池对硅片纯度要求在6N以上，钙钛矿材料对杂质要求要低得多，纯度为90%的钙钛矿材料制备出的电池转化效率可达到20%以上，纯度为95%的钙钛矿即可满足生产需求，同时由于钙钛矿原材料如甲氨基卤化铅等易于获得，且组件生产只需单一工厂，较多环节的晶硅太阳能电池生产成本和效率都大幅提高。
除了转化效率更高和成本较低外，钙钛矿电池还具有组件可柔性化、吸光系数高和温度对电池转化效率较小等优点。
钙钛矿电池由钙钛矿层、透明导电电极、电子传输层、空穴传输层和金属电极五层构成，其中钙钛矿层位于中间，按组成不同主要分为正式平面结构、反式平面结构和介孔结构。
正式平面结构是在导电玻璃上先沉积电子传输层，接下来沉积钙钛矿层、空穴传输层和金属电极，介孔结构与正式平面结构相比则是在钙钛矿层与电子传输层接触面多了一层介孔TiO2。
反式平面结构区别在于电子传输层和空穴传输层沉积位置相反，电子传输层位于钙钛矿层上方，由于反式平面结构工艺简单且可在低温下制备，是目前产业化的主流结构。
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