9月11-13日,由亚化咨询主办的2023钙钛矿技术、设备和材料论坛在常州召开。会议聚焦钙钛矿光伏技术的科研成果、产业化进展和市场前景等焦点话题,邀请了钙钛矿产业链上下游企业代表、专家学者、金融机构等一起探讨产业发展方向,共话光伏美好未来。极电光能联合创始人、CTO邵君受邀出席并发表演讲。
邵君博士以《钙钛矿光伏组件的产业化路径》为题发表主题报告,全面介绍了钙钛矿光伏技术的产业化整体进展情况,并针对钙钛矿产业化面临的大面积的可靠制备、长期稳定性的持续提升两大技术痛点提出了独到见解。
她表示,钙钛矿太阳电池具有效率更高、成本更低、应用场景更广、碳足迹表现更优等诸多优势,是最有潜力的下一代新型光伏材料。近年,在产业同仁以及政策、资本等多方的共同推动下,钙钛矿光伏技术进展“百花齐放”,产业化速度愈加迅猛,2025年将是钙钛矿进入大规模应用的一个关键节点。
截止目前,国内已有包括极电光能在内的三条百兆瓦级中试钙钛矿产线落地,后续还有多条产线也在相继建设中。依托中试产线平台,各种不同的工艺和技术正在进一步接受检验与持续优化。业内常见的钙钛矿薄膜的制备方法有一步法和两步法。一步法指的是一步溶液涂布法技术,是业内最常用的制备方法,制程简单,但薄膜结晶过程受环境影响大,量产挑战较大。两步法则是真空蒸镀和溶液涂布相配合的一种技术路线,工艺窗口相对比较宽,更利于连续的面积放大。
纵观行业,依托工艺的不断进步、材料体系的快速开发,钙钛矿大面积制备的效率和稳定性都取得了稳步提升。目前,在小电池(<0.1cm²)的实验室转化效率突破到26.1%,以极电光能为代表的商用尺寸钙钛矿组件(7200cm²)全面积效率也已突破17%,并且年底有望达到18%。在稳定性方面,研究表明,通过适当封装的钙钛矿光伏器件表现出很高的稳定性,可以通过IEC61215及IEC61730标准的全套序列测试,并且已有相关钙钛矿企业取得了第三方机构检测的稳定性认证,显示了近年来钙钛矿组件在稳定性方面的快速突破。
“产业化之路初见成效,但钙钛矿技术要实现商业化,还需面临大面积的可靠制备和长期稳定性的持续提升两大挑战”邵博士表示。对此,极电光能早在2021年便前瞻性的推出了“极创+”整体解决方案,包含“原位固膜”制备技术和界面钝化与缺陷控制技术、稳定的材料与产品结构设计体系三大技术创新。开创性地用“原位固膜”规避了常规一步溶液法的工艺缺陷,使得钙钛矿膜层制备在可控条件下发生,可实现高质量钙钛矿薄膜的面积连续放大;通过独有的钝化剂和原位缓冲层技术,有效地抑制了钙钛矿内部和界面缺陷的形成,改善能带匹配,提高钙钛矿电池效率和稳定性;采用无甲胺钙钛矿材料体系,确保长期户外光热稳定,模拟计算出最佳配比,并添加了独创的稳相剂和钝化组分,从材料角度保证了钙钛矿组件的稳定性、高效率以及大面积制备的可实现性。
经过两年多从实验室到中试产线对技术工艺的论证、打磨与优化,“极创+”技术体系日趋成熟,关键性能指标均取得持续性的提升。组件从小尺寸(面积10-200cm²)到大尺寸(面积大于800cm²)再到商用尺寸(7200cm²)钙钛矿组件,均实现了在面积放大的同时仍然具有引领行业的转换效率,体现了极电光能制备技术的可靠性。在稳定性上,极电光能810cm²的小试组件已经取得IEC61215(2021版)稳定性测试认证,7200cm²钙钛矿量产组件也已通过IEC61215、IEC61730的加速老化全套测试。同时,极电光能也在推进产品的野外电站监测工作。
随着技术工艺的日益精进、产品的加严认证、更多野外电站监测数据的收集分析,未来两年钙钛矿组件的综合性能将会得到全面提升,预计到2025年转换效率将达到21%,市场对稳定性的质疑也将逐渐消失。届时,钙钛矿光伏组件将全面进入商业化应用阶段。
极电光能作为钙钛矿产业化全球引领者,未来将持续向钙钛矿的商业化发起挑战。持续强化产品的创新力、竞争力与生产力,充分发挥行业领军作用,用科技硬实力推动产业进步,助力国家双碳目标的早日实现。