理工酷

2022年10月13日发布

钙钛矿电池全球政策梳理：各国纷纷促进钙钛矿发展

钙钛矿电池是第三代非硅薄膜电池的代表，高转换效率、低成本的优势突出，各国纷纷出台政策促进钙钛矿电池发展，中国政府仅在2022年下半年就已发布三项有关政策，足见其重要性

太阳能光伏电池技术产业化进程

从太阳能光伏电池技术产业化进度看，现阶段的主流技术路径依然是PERC，未来2-3年可能仍为主流，随着HJT、TOPCon设备的成熟，太阳能电池将逐渐步入第三阶段和第四阶段

钙钛矿电池核心亮点：性能优势突出

钙钛矿电池极限转换效率优势突出，远高于晶硅、HJT、TOPCon，且其能带间隙可调节，因此可进一步优化性能和拓展应用场景，此外，其有望将弱光充分利用起来进行发电。

钙钛矿电池极限转换效率优势突出。对于晶硅太阳能电池来说，其理论极限转换效率为29.4%，普通单晶硅电池在理想状态下转换效率极限为24.5%，HJT电池理论极限转换效率为27.5%，TOPCon电池理论极限转换效率为28.7%。但相比之下，钙钛矿单层电池理论效率极限可达31%，晶硅/钙钛矿双节叠层效率可达35%，三节层电池理论极限则可跃升至45%，且如果在钙钛矿中掺杂新型材料，其转换效率最高可达50%。钙钛矿转换效率更高的原因是作为吸收层的钙钛矿禁带宽度为1.5eV左右，吸收波长范围更窄，但吸收系数很大。

钙钛矿电池的弱光性能优势突出。理论研究表明，光伏电池在弱光下的发电效率与能带间隙有关，在接近2eV带隙时，光伏电池在弱光下的发电效率高达52%，而钙钛矿材料带隙可调、光吸收系数较高，且对杂质不敏感，其在弱光下仍具有突出的光电转换效率，据了解，钙钛矿光伏电池在200Lux的弱光下仍可输出25%以上的光电转换效率。相比而言，晶硅的带隙约为1.1eV，离2eV相差甚远，弱光下发电效率极低。钙钛矿优异的弱光性能，意味着其有望将室内照明的弱光和室外的弱光利用起来进行发电，这也是钙钛矿光伏与传统硅基光伏一个显著区别。

钙钛矿材料能带间隙可调节，较为灵活。晶硅太阳能电池只有单一的带隙，因此其性能的优化空间和应用场景都十分受限。而钙钛矿材料可以通过调节组分，使能带间隙在1.4-2.3eV之间调节，进而衍生出更多的应用。如：将钙钛矿间隙调整至2eV左右，可有效利用弱光进行发电；而将钙钛矿薄膜做成不同颜色或者半透明状态，则可用在质轻的柔性基底实现建筑光伏一体化，即BIPV或BAPV；也可以通过调节间隙将钙钛矿制作成叠层电池，从而使不同波长的光能转化为电能，进一步提高光电转换效率。