钙钛矿电池专题研究：钙钛矿东风渐起，降本增效未来可期.pdf

钙钛矿光伏横空出世，效率屡创新高。钙钛矿是以俄罗斯矿物学家 Perovski 的名字命名的， 最初单指钛酸钙（CaTiO3）这种矿物，后来把结构为 ABX3 以及与之类似的晶体统称为钙 钛矿物质。随后钙钛矿材料优异的性质被充分研究挖掘，电池效率也快速攀升至 25.7%， 在短短十余年内几乎追赶上晶硅光伏电池过去四十余年的的最佳效率 26.7%，使其具备了 未来挑战晶硅光伏电池主导地位的实力。

多种技术路线涌现，对硅基光伏是机遇也是挑战。由于晶硅具有窄带隙的特点，限制了其 最高转换效率，通过将其与对应的宽带隙吸光材料（1.6-1.7eV）结合构建叠层电池可有效 实现效率提升，目前钙钛矿/晶硅叠层电池的实验室内最高效率已达到 31.3%，并有望在 未来继续提升至 35%以上。虽然钙钛矿有望成为光伏领域的终极技术形态从而颠覆现有的 晶硅体系，但由于晶硅可以与钙钛矿做叠层电池，二者结合量产转换效率有望做到 30%以 上，因此对于晶硅电池体系来说，钙钛矿也是一种发展机遇。

钙钛矿两大困扰仍待解决。当前钙钛矿光伏产业化最大的障碍即材料稳定性较弱、电池寿 命较短。目前为止的研究表明，通过元素工程设计晶体结构稳定的钙钛矿材料，并结合界 面工程实现太阳能电池结构设计的优化，杂化钙钛矿太阳能电池的稳定性问题是有望完全 解决的。而实现高效率钙钛矿电池的大面积制备是其产业化的另一大挑战。对大多数光伏 技术来说，大面积制备往往伴随着电池效率的降低，这主要是由于电池面积增大伴随着串 联电阻的线性增大。对于钙钛矿电池而言，这种随电池面积增加而性能降低的现象更加明 显，未来也是需要解决的一大障碍。

上下游加快布局，产业化进程有望提速。近年来随着市场对光伏技术的关注度不断提升， 钙钛矿产业化布局也开始提速。业内企业在原材料、生产工艺、电池结构与设备端不断取 得突破，努力去解决钙钛矿组件的稳定性、大面积制备和高效率的“不可能三角”问题。 在这个过程中，不仅有新势力企业积极布局钙钛矿主产业链，更有传统晶硅设备企业研发 钙钛矿核心设备并实现实验线设备的交付。多方力量共同推动，钙钛矿产业化进程有望提 速，预计 2026 年钙钛矿组件产能有望达到 37GW。