钙钛矿电池行业专题研究:纯钙钛矿电池初见端倪,HJT_钙钛矿叠层愈发确定

钙钛矿电池效率更高成本更低,商业化趋势初见端倪

⚫ 钙钛矿电池效率更高成本更低,商业化趋势初见端倪

“钙钛矿”是指与 CaTiO3 结构类似的 ABX3 型化合物,钙钛矿材料相比晶硅具有更高的理论转换效率和更低的生产成本,但材料本身也存在不稳定性。钙钛矿电池属于第三代太阳能电池,包括纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型,单节纯钙钛矿电池结构包含玻璃基板、TCO 层、HTL 层、钙钛矿层、ETL 层、封装胶膜等,TCO、ETL、HTL 可选材料相对较多,其中胶膜封装一般选用 POE 胶膜而不能用 EVA 胶膜。2022 年以来,钙钛矿电池在产品端、设备端和政策端均可看到较为明显的边际改善,商业化趋势已经初见端倪。

⚫ 纯钙钛矿电池:可颠覆晶硅的潜在路线,产品化商业化尚需时日

纯钙钛矿电池的制造环节包括 10 步:主受光面 TCO 和 ETL 沉积、P1 激光划线、钙钛矿层涂覆、HTL 层沉积、P2 激光划线、背面 TCO 沉积、P3 激光激光划线、P4 激光清洗、层压、测试。其中,镀膜设备价值量占比较高。同时,材料端尚未形成统一,导致还无法形成规模效应,以及可落地的应用场景端仍未明确等因素,一直制约纯钙钛矿电池量产。纯钙钛矿电池领域,目前行业内布局较为领先的企业主要集中在一级市场,协鑫光电、纤纳光电、极电光能、任烁光能等,协鑫光电、纤纳光电已经具备 100MW 纯钙钛矿电池产线,极电光能 150MW 产线即将投产,任烁光能主要从事纯钙钛矿叠层电池生产,多次刷新小面积全钙钛矿叠层电池转换效率世界纪录,150MW 产线逐步落地中,二级市场公司宁德时代和西子节能均有布局,宁德正在搭建目标尺寸为 1.2m * 0.6m 的中试线。

⚫ 钙钛矿叠层电池:主流企业布局彰显信心,HJT-钙钛矿叠层路径愈发确定

异质结电池和钙钛矿电池做叠层更为理想,可进一步发挥 HJT 电池开路电压和填充因子较高的优势,而 topcon 电池和钙钛矿电池做叠层需改动的环节相对较多,且会减少 topcon 电池本身电流高的优势,进而降低叠层电池整体转换效率。HJT-钙钛矿叠层电池为串联结构,钙钛矿主要吸收中短波长太阳光,HJT 主要吸收中长波长太阳光,叠层后可输出超高电压提高转换效率。目前来看,行业内主流企业都已在叠层电池布局,华晟和牛津光伏已有 HJT-钙钛矿叠层电池中试线,且华晟计划 2025 年实现 G12 异质结钙钛矿晶硅叠层电池效率 30%,晶科能源和通威股份已有实验线,隆基、晶澳、天合等传统组件一体化企业均处于研究阶段。

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