新华日报财经讯 光伏设备龙头企业迈为股份(300751.SZ)5月募资19.67亿加码钙钛矿叠层设备,依托HJT低温工艺兼容性开发整线方案;极电光能全球首条GW级产线落户无锡,已实现尺寸为2.82㎡组件450W/片的量产,拿下日本5MW订单,并在大庆、成都等建成超2MW示范电站;仁烁光能已经具备150MW的生产能力,今年建设GW级大规模量产线并投产;协鑫科技(03800.HK)孵化的独角兽企业协鑫光电1GW钙钛矿叠层产线计划将于今年在昆山投产,量产效率预计年底可达26%,适配光伏建筑一体化(BIPV)场景;天合光能联合捷佳伟创等10家企业成立江苏群创光伏,聚焦晶硅 - 钙钛矿叠层技术产业化……近一段时间以来,围绕着钙钛矿太阳能电池,江苏光伏企业从技术创新到产业布局,动作频频,力争抢占市场制高点,打造产业第二增长曲线。
技术实证数据破解“效率寿命魔咒”
钙钛矿太阳能电池,是第三代太阳能电池,主要分为单结钙钛矿电池和叠层钙钛矿电池。
在钙钛矿太阳电池领域,天合光能专利数量位列全球第一。天合光能(688599.SH)董事长兼CEO高纪凡认为,目前的几项晶硅技术只是“伯仲之间”,未来,随着钙钛矿叠层电池来临,光伏技术进入一个新的历史阶段。据悉,今年以来,天合光能在钙钛矿叠层领域五破世界纪录。
与所有电池一样,钙钛矿太阳能电池也面临着效率寿命问题。日前,中国科学院院士、南京航空航天大学国际前沿科学研究院院长郭万林和该校教授赵晓明团队发布在《Science》的论文提出,他们发现碘离子在钙钛矿薄膜上的运动会使薄膜表面出现微小缺陷,导致转化效率衰减。为此,他们有针对性地开发出“气相辅助表面重构”,相当于在钙钛矿薄膜表面设置了一个个细密的隔离舱,把碘离子约束在舱内,限制它们的活动范围,将促使钙钛矿电池在户外有效工作达25年。
这一来自实验室层面的技术加持,给本就看好市场前景的业界又增添了许多信心,将大大推进钙钛矿太阳能电池的产业化、商业化进程。协鑫集团董事长朱共山认为,钙钛矿电池的量产突破,是光伏技术奇点来临的标志性事件,将带动光伏直接跃进低价与低碳共振的新质生产力时代。
今年天合光能要建钙钛矿中试生产线,其效率在原来晶体硅组件效率的基础上要提升四个百分点以上。
企业更关注光电转换效率
钙钛矿电池组件制备流程简单、环节较少,所需设备只有镀膜、涂布、激光、封装四类设备,可覆盖钙钛矿全环节。现已在各企业进行的场景实证数据说明,钙钛矿在制造、发电增益、效率与寿命等多方具有较强协同价值。
2024年上半年,仁烁光能启动钙钛矿电池生产,全自动化产线大大缩短了制造时间,从打标、激光刻板、空穴传输层沉淀、钙钛矿层制备等10个工艺流程用时仅60分钟。
在发电增益方面,极电光能深圳测试场实证数据显示,在200W/m²辐照下,钙钛矿弱光发电效率达晶硅的128%,高温环境发电量可高出20%-30%。该企业在无锡的中试数据显示,钙钛矿电池安装在水泥屋顶的最佳角度,装机21.6kW,从2023年9月27日并网,截至2025年5月26日,连续运行了20个月,系统效率、组件功率几乎没有衰减。该企业银川测试场与国家光伏质检中心合作,已连续运行11个月,深圳、大庆等测试场也在观测中,实证数据均超出预期。
从发展历程和效率对比来看,极电光能总裁于振瑞认为,只有16年发展史的钙钛矿与具有70多年历史的晶硅光伏技术在效率上并驾齐驱。
协鑫光电董事长范斌表示,光伏电站对于组件的需求也在转变,现在更关心光电转换效率而不是成本。2023年12月25日,华能青海兆瓦级钙钛矿光伏电站正式投运,一期容量约1MW,后续可扩充至4MW,采用协鑫光电2mx1m尺寸的钙钛矿组件。该电站已经运行超过一年,还没有出现功率衰减的迹象。
今年成为钙钛矿量产元年
2025年被业内视为钙钛矿量产元年,这促使钙钛矿商业化进程加速。把实验室技术搬到工厂并进行大规模生产,是钙钛矿商业化的最大难点,这考验着企业在材料、设备和工艺相结合等方面的综合能力。
据悉,仁烁光能11次刷新钙钛矿光伏光电转换效率的世界纪录,当前研发效率已达30%以上,平米级钙钛矿商用组件效率达到19.8%以上。该公司董事长谭海仁表示,钙钛矿是非常有潜力的下一代光伏技术,需要一批产业化的开拓者来推动行业发展,“通过技术授权输出,助力更多企业共同构建钙钛矿生态体系,推动行业快速发展。”
“钙钛矿是光伏行业的第二增长曲线,将终结晶硅同质化内卷。”于振瑞表示,更重要的是,钙钛矿理论成本仅晶硅1/3,当钙钛矿的效率达到20%时,就能与目前市场上最先进的晶硅光伏产品相竞争,“组件尺寸标准化是降本关键。”
今年6月,协鑫光电自主研发的钙钛矿商用组件以优异的测试结果通过了基于IEC 61215:2021、IEC 61730:2023 国际标准的3倍加严老化测试。4月协鑫科技召开的2024年度公开业绩说明会上提到,协鑫光电争取在2025年年底在香港上市。
新华日报·财经记者 何玥颐