谭海仁：钙钛矿光伏产业化进展

今天汇报的题目包括三个方面：发展趋势、技术进展、产业化进展。

一、钙钛矿技术发展趋势

其实钙钛矿这个材料是最近十几年在光伏领域非常新兴的材料，在国内外的科研界也受到了非常广泛的关注，现在也已经成为了国内外研究的热点。同时，也正处于这个产业化的初期。钙钛矿这个材料，它不是一个地下的矿，它其实是人工合成材料，是ABX3分子结构。应用在光伏领域的钙钛矿，既没有钙，也没有钛，在这里给大家做一些科普，实际上它大部分都是有机阳离子、金属、卤化物，来构成ABX3的材料。它的工作原理跟我们传统的晶硅是有所不同的，传统晶硅靠硅片吸收光，硅片的吸光比较弱，所以我们的硅片一般在100μm以上，而我们的钙钛矿实际是一种薄膜的光伏技术，吸光只需要500nm左右，然后我们还需要一些空穴传输层，把这个电子空穴传导出来，原理跟传统的晶硅有点类似，但它的组件结构其实不太一样。

钙钛矿作为一个新型的光伏技术，有非常多的优势，所以近几年来，随着“双碳”目标的推出，包括从科技部、能源部、工信部再到住建部等等，现在都推出了很多政策支持钙钛矿产业的发展。2023年，MW级的钙钛矿示范站已投入运营，现在行业内平米级组件的转化效率已经可以达到18%以上了，预计到今年，整个行业可以把这个组件的转化效率提升到21%以上。所以在今年以及未来的两到三年，它的发展行业趋势是从小试/中试，到走向大规模量产，从实验室的验证测试，到户外的实证基地。今年我们也计划跟余鹏程董事长一起在同心建设一个世界上真正的兆瓦级的示范基地。

推动光伏产业的发展，最核心的就是通过提升转换效率来降低光伏发电的成本。在过去十几年的时间里，随着中国光伏产业的大力发展，整个光伏的系统造价整体下降超过了80%，主要来源于组件价格的持续下降，它主要得益于效率的不断提升。现在晶硅的产业化效率，已经接近物理极限了，所以“提效降本”是光伏技术进一步发展的方向。

说到这里，我们不得不提，单结技术走到尽头，下一步技术的发展方向，就是要去做叠层的光伏技术。原来只有一层，将来技术的发展方向，可能会有两层的光伏材料，来吸收不同的太阳能光谱，进一步提高它的转换效率。

在钙钛矿叠层电池技术中，主要有两个方向。一个是跟现有的晶硅做叠层。另外，可以利用钙钛矿吸光范围可调的特点，做一个全钙钛矿的叠层电池。相比于晶硅钙钛矿叠层来说，全钙钛矿叠层有更低的发电成本、更简单的制备工艺。所以将来这样的全钙钛矿叠层电池的发电成本，大概可以做到现在晶硅的一半，它的转换效率可以跟晶硅钙钛矿叠层电池相当，但远超单结钙钛矿或单结晶硅的转换效率。

目前的叠层电池主要是两端和四端，但我们在系统中更倾向于用四端，系统成本更低，质量更轻。

二、钙钛矿光伏电池进展

(PPT图示)从图上可以看到，钙钛矿效率已经达到26.41%。仁烁光能非常核心的技术是，我们可以利用钙钛矿和钙钛矿自身的结合来制备叠层电池，目前的研发效率也超过了30%，远大于单节钙钛矿电池的转换效率。

主要的研发方向，聚焦如何实现高效率、大面积钙钛矿的组件制备，所以我们会从钙钛矿的配方，一直到钙钛矿膜层的制备，再到工艺的改进，最后到我们跟同心董事长一起联合做的事情，通过提升、改进这个封装方案来改善组件的可靠性。

我们通过界面的处理，以及对大面积组件膜层和工艺制备进行改进，我们公司的研发中心可以实现中试尺寸叠层认证效率24.8%，接近25%，非常接近现有单晶硅电池的研发效率。

从最近的科研进展来看，钙钛矿组件做了很好的封装和改进之后，可以满足IEC的稳定性测试标准，包括湿热、老化、高低温、冷热循环，甚至在光照的情况下，都可以通过IEC的全套测试标准。我们公司的大面积组件，也已经开展了自己实验室内部的测试，也是可以通过的。接下来，下半年我们会送到第三方测试机构去开展可靠性的探索，同时也会通过建立兆瓦级的示范电站，进一步研究它在户外实际条件下运行的可靠性。

(PPT图示)这是我们在公司门口建的30cm×40cm的小型研发组件。经过半天的观测，可以看到它的输出峰值功率还是非常稳定的，跟日照峰值的光照强度基本呈非常好的线性关系，像这样的钙钛矿组件，并不像大家想的那样不稳定，它表现出优异输出功率的稳定性。

三、钙钛矿光伏产业化进展

最近我们在量产1.2m×0.6m标准组件，我们在公司门口建立了10kW的小型示范电站，今年下半年我们也将跟余鹏程董事长一起开展兆瓦级的电站，将来我们可以通过更多的实证数据，推动光伏产业的可靠性进展。

目前大概有四家公司已经实现了百兆瓦级的量产中试线，分别是无锡的极电光能，昆山的协鑫光电，杭州的纤纳光电，以及我们在苏州的仁烁光能，目前组件的转换效率都可以做到18%以上。我们公司除了单结钙钛矿的研发和生产之外，我们还具备钙钛矿叠层电池的研发和生产技术。目前隆基引领了钙钛矿晶硅的叠层研究，实验室的转换效率可以达到33.9%，但目前这个阶段并没有实现量产中试。所以说，整个钙钛矿的产业化推动还是非常快的。

目前钙钛矿要寻找市场，一定要追求差异化。因为目前组件的转化效率以及生产成本，虽然说潜力很大，但现在也要面临一些实际情况，它跟晶硅还是有差异的，所以我们会跟薄膜电池进行竞争，比如做一个玻璃幕墙，主要是做光伏建筑一体化。随着叠层电池技术的不断成熟、转化效率得到大幅度提升的时候，就可以和现有晶硅光伏技术进行正面竞争，可以竞争大规模电站和工商业屋顶的分布式光伏，甚至还可以在新能源汽车和日常消费电子上做更多事情。

我们公司成立于2021年，目前在常熟还建有一个生产基地。

这是我们在苏州高新区完成建设的世界首条10MW全钙钛矿叠层(单结)电池研发中试线，目前的投入超过5000万以上。基于这条中试线，单结钙钛矿量产工艺的效率已经超过了21%。

今年年初1月份，我们在常熟投建的150MW的量产中试线也已经竣工投产，预计到今年年底，组件的转换效率将超过20%。

目前经过两个月的工艺调试，实际我们的效率提升是非常快的。1月份投产的时候，目前组件的转换效率可以做到16%，预计到6月份将超过18%，到年底可超过20%。很多人可能对钙钛矿的生产、制造不是特别了解，所以我还特意做了一个视频。

这个就是在我们工厂实际拍摄的钙钛矿的全流程生产工艺，大家可以看到，它只有非常简单的十个步骤，而且它的智能化程度非常高。在机器没有故障的情况下，其实从头到尾是不需要任何人工干预的，从玻璃进去，到整个组件出来，大概是1个小时。

以上就是我跟大家汇报的内容，谢谢大家。

本文为速记稿件，未经过嘉宾审核。