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钙钛矿能否照亮光伏未来

2025-07-23 08:47

来源:经济日报

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调光玻璃天幕、彩色发电幕墙、光伏手机背板、发电遮阳伞……今年国际太阳能光伏与智慧能源大会暨展览会(SNEC 2025)上,最新研发的钙钛矿光伏产品及解决方案集中亮相,在千篇一律的晶硅光伏组件中独树一帜,钙钛矿也成为近来头部光伏企业提及的高频词。在光伏行业竞争加剧的当下,钙钛矿这项被誉为光伏“新物种”的技术,是否真到了颠覆行业的临界点?

钙钛矿并不是一种天然矿物,它既不含钙,也不含钛,而是泛指一类具有特殊晶体结构的化合物。这类物质最早发现于钙钛矿石中的钛酸钙化合物,因而得名。在光伏领域,钙钛矿材料独特之处在于它的光吸收能力极强,能够高效地将太阳能转化为电能。与传统硅基光伏材料相比,钙钛矿不仅具有更高光电转换效率潜力,且在生产过程中更加节能环保,成本也更低廉。这些优势让它在众多光伏技术路线中脱颖而出,成为备受关注的“明星”。

钙钛矿光伏技术一旦规模化商用,对光伏产业破局和能源转型意义重大。在光伏行业,效率与成本是永恒的命题。晶硅电池技术经过数十年发展,效率提升至27%左右,已接近理论极限,且制造成本受制于高纯度硅料与复杂工艺,进一步下探空间有限。技术进步触碰“天花板”,也是当前光伏行业内卷式困局的重要原因。

钙钛矿电池为光伏行业打开了一扇“新世界大门”。在效率方面,钙钛矿材料可以人工灵活调整“配方”,充分利用不同波长的太阳光,将其转化为电能。单结钙钛矿理论效率超30%,叠层电池可达40%以上,远超晶硅电池;在成本方面,钙钛矿电池制备工艺简洁高效,从原材料到成品组件的转化,在单一工厂内即可完成,生产速度也远超晶硅,有望大幅降低生产门槛与成本;在应用方面,钙钛矿轻薄、柔性、可半透明、弱光响应好的特性,让太阳能利用场景不再局限于传统光伏电站,为光伏建筑一体化、可穿戴能源设备、汽车车顶等新领域开辟了道路,不仅大幅拓宽光伏应用空间,还有助于企业进行差异化竞争,优化光伏产业生态格局。

从能源转型角度看,太阳能是核心清洁能源。钙钛矿光伏技术的高效率和低成本,能够加速光伏大规模应用。它有助于提高清洁能源在能源消费中的比重,减少传统化石能源依赖,推动全球能源向清洁、低碳、可持续方向转型。

在产业进程方面,钙钛矿已逐渐逼近商业化临界点。当前,协鑫光电、纤纳光电、极电光能等初创企业均投建吉瓦级生产线;隆基绿能、通威股份、晶科科技、天合光能等头部企业均已投入钙钛矿晶硅叠层电池研发,有的已经建成百兆瓦级产线;中国石油、中国中核、宁德时代、比亚迪和京东方等企业也跨界布局钙钛矿,加速启动中试线及更大规模产线建设。

不过罗马并非一日建成,钙钛矿电池在迈向“颠覆”的道路上,也面临着重重荆棘。稳定性是当前一大短板,在水、氧、光、热的长期侵蚀下,钙钛矿电池性能衰减问题亟待解决;生产规模扩大,大面积制备时如何保证薄膜均匀性、减少缺陷,也是一道工艺放大难题;同时,专用材料、设备供应链尚未成熟,行业标准和测试认证体系也亟待建立。

综合考虑各类因素,短期内,钙钛矿技术将更多采用钙钛矿和晶硅叠层电池形式推广,利用硅基产业链基础,有望快速打开市场。中期,独立钙钛矿组件在建筑一体化、消费电子等细分领域规模化应用,为这些领域带来全新发展机遇。长期看,若稳定性突破,可能颠覆传统光伏格局,成为光伏市场主流。

“钙钛矿是未来”已成行业共识。未来几年,是验证其商业化可行性的“黄金窗口期”,量产组件良率、成本下降速率、长期可靠性数据将成破局关键。这一过程中,政策引导、标准建立、产业链协同至关重要。投资者需有耐心支持长期技术攻坚,企业需避免“短视竞争”,共同推动行业健康发展。(作者:王轶辰 来源:经济日报)

【责任编辑:郝岩】
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