CPIA：我国钙钛矿太阳能电池发展情况

近日，中国光伏行业协会分享了年度报告中第七篇，我国钙钛矿太阳能电池发展情况我国钙钛矿太阳能电池发展情况：

（一）钙钛矿技术概述

钙钛矿（Perovskite-PVK）是指以俄国地质学家Lev Perovski名字命名的一类具有ABX₃结构的矿物化合物（如CaTiO₃），而具有光伏效应的钙钛矿材料主要是一类具有相同晶体结构的杂化金属卤化物钙钛矿。钙钛矿太阳电池（Perovskite Solar Cells-PSC）是指使用“具有钙钛复合氧化物（CaTiO₃）具有相同的晶体结构的有机金属卤化物、无机金属卤化物、有机/无机金属卤化物”作为光敏层的一类薄膜太阳电池。

（二）技术研发进展

1. 光电转换效率

截至2025年2月，钙钛矿/晶硅叠层太阳电池的世界最高纪录效率为34.6%（面积：1.0044 cm²），由隆基绿能（LONGi）创造；钙钛矿/晶硅叠层小组件的世界最高纪录效率为30.1%（面积：212.1 cm²），由隆基绿能（LONGi）创造；钙钛矿/钙钛矿叠层电池的世界最高纪录效率为30.1%（面积：0.0493 cm²），由南京大学和仁烁光能（NanjingU/Renshine）保持；钙钛矿/钙钛矿叠层大面积电池的世界最高纪录效率为28.2%（面积：1.038 cm²），由南京大学和仁烁光能保持；钙钛矿/钙钛矿叠层微型组件的世界最高纪录效率为24.8%（面积：64.98 cm²），也由南京大学和仁烁光能保持。钙钛矿太阳电池与其他薄膜太阳电池所组成的叠层电池也有相关研究，钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池的世界最高纪录效率为24.2%（面积：1.045 cm²），由德国柏林亥姆霍兹中心（HZB）保持；钙钛矿/有机叠层太阳电池的世界最高纪录效率为25.1%（面积：0.0347 cm²），由新加坡国立大学和新加坡太阳能研究院（NUS/SERIS）保持。

2.钙钛矿电池稳定性

钙钛矿商业化组件的稳定性在近两年间也得到了大幅提升，已先后有几家企业获得了IEC全序列稳定性产品认证。同时，科研人员也面临着一个挑战：电池的高效率和高稳定性那一同时兼顾的问题。在钙钛矿光伏逐步走向产业化的道路上，一个关键的目标是实现大面积、规模化量产的钙钛矿商业化组件在“稳效协同”方面取得新的突破，从而推动钙钛矿光伏技术的广泛应用和发展。

（三）国内钙钛矿产业化进展

国家及地方政府产业政策持续推动。从政策导向上来看，2024年从“鼓励研发”转向“规模化落地”，通过技术标准、场景试点、区域协同三管齐下，推动钙钛矿从实验室迈向产业化快车道。

产能不断扩大。极电光能的全球首条GW级产线投产运行；协鑫光电大面积GW量产线已部分启用；杭州纤纳、仁烁光能等企业正在筹备GW级产线建设。协鑫光电、纤纳光电、极电光能、仁烁光能中试线投产；脉络能源、曜能科技、光晶能源、光因科技等企业百兆瓦级钙钛矿电池中试线也已陆续建成；多条30cm×30cm级及以上小试线建成或在建；隆基绿能、晶科能源、通威、正泰新能、天合光能、阿特斯等晶硅电池企业选择钙钛矿/晶硅叠层太阳电池路线，突破晶硅太阳电池的效率极限；脉络能源、仁烁光能、华碧光能、大正微纳MW级柔性钙钛矿电池产线建成或筹建。

设备及材料国产化成效显著。钙钛矿镀膜设备、涂布设备、激光设备实现技术突破，TCO玻璃和靶材国产化率提升。其中，金晶科技TCO玻璃产能扩充至4500万平方米/年。

组件迈进商业化门槛。截至2024年底，纤纳光电、极电光能、昆山协鑫等均有钙钛矿组件出货，中国华能集团、三峡集团、国家电投集团等发电企业均开展钙钛矿组件示范应用，总体示范规模约18.3MW。

持续受资本市场看好。不同于宏观市场环境表现，钙钛矿光伏企业持续受资本市场追捧，2024年全年至少有14家钙钛矿电池企业完成新一轮股权融资。

（四）存在的主要问题

商业化组件的户外实证不足。尽管钙钛矿实验室测试认证条件十分严苛，但往往是在理想条件下进行的，与户外电站实际运营环境仍存在差别，无法反映真实世界的复杂情况。为对钙钛矿光伏组件进行更长时间、更全面的户外检验和验证，需要钙钛矿组件在验证性应用、示范应用等方面获得较多政策资源支持，预计2025-2026年将会有更多的户外数据对钙钛矿产品稳定性提供验证支撑。

稳定性是产业化面临的最大挑战。早期的钙钛矿器件稳定性较差，但近几年得到了极大的提升。学术界对影响钙钛矿电池稳定性的机理研究深入研究，并针对性地提出了各种解决方案。但无论是科学层面还是工程层面，钙钛矿电池稳定性仍然是一个需要继续研究的问题。学术界提出的解决方案需要更多的实验进行验证；在工程上，如何把学术界提出的方案应用到工程之中需要大量的二次开发工作。

产业生态发展不成熟。在制造设备方面，钙钛矿组件的生产制造需要成熟的专用设备；在原材料方面，目前市场上钙钛矿组分及其他功能材料都是批次重复性相对较差的非规模化生产，采购成本较高，无法实现可靠稳定的原料供应，这也是制约钙钛矿光伏组件产品生产良率的主要因素之一，进而对降低成本带来不利影响；在辅材方面，导电玻璃和封装胶膜在钙钛矿组件生产成本结构中占比高；在配套电气设备方面，钙钛矿组件具备高电压、低电流特性，现有应用方式下常通过多串组件并联的方式形成与晶硅阵列相近的输出电流，采用现有的晶硅光伏逆变器进行电能变换。

钙钛矿的效率测试及功率标定标准亟待建立。目前针对钙钛矿电池及组件的效率测试方法，主要集中在提升效率测量准确度的方法研究上。而对于实际量产生产过程中，如何快速、准确地标定钙钛矿组件功率，在科学研究和标准制定方面需要进一步发展。因此需要学术界、产业界、设备方联手，制定一种可靠、快捷的组件电学参数检验检测标准。

量产组件的效率与稳定性需要协同提高。随着组件面积的放大，其光电转换效率明显降低。此外，部分钙钛矿组件的IV效率显著优于稳态效率，说明高效率电池及组件的稳定性尚存在差距。如何制备同时具有高效率和高稳定性的大面积钙钛矿组件，即“稳效协同”的量产组件，是各界普遍关注的问题，也是钙钛矿产业化的关键问题。