在能源变革的浪潮中,钙钛矿光伏技术正成为备受瞩目的焦点。2025年2月消息显示,全球首条吉瓦级钙钛矿光伏组件量产线在极电光能公司正式启动并投入运营。这一里程碑式的项目标志着钙钛矿光伏技术正式迈入大规模商业化应用的新纪元。
这条量产线预计全面达产后,将具备年产180万片钙钛矿光伏组件的能力。在2024年11月5日的全工序整线贯通试运行中,极电光能成功下线了首片面积达到2.8平方米、功率高达450W的超大面积钙钛矿组件,其全面积效率达到了16.1%,刷新了钙钛矿组件在面积与功率方面的世界纪录。极电光能的GW级钙钛矿光伏组件量产线采用了创新的“极创 +”整体解决方案,在大面积制备、高效率提升以及高稳定性保障等关键技术上取得了重大突破,为钙钛矿光伏技术的广泛应用奠定了坚实基础。
从国内钙钛矿电池的整体发展来看,其产业化进程在持续推进。尽管钙钛矿技术目前尚处于产业化早期,电池结构、材料体系、制备工艺、生产设备仍在持续迭代中,但钙钛矿电池厂商积极验证技术方向,加速推进钙钛矿电池量产进程。
据统计,2023年我国钙钛矿电池新增产能约为0.5GW。随着技术的不断进步和企业的加大投入,后续产能有望进一步提升。众多新兴钙钛矿电池企业纷纷涌现,他们在不同方面进行探索和创新,为国内钙钛矿电池产能的增长注入了动力。例如极电光能的这条吉瓦级量产线的启动,就是国内产能提升的一个重要标志,也为其他企业提供了可借鉴的经验。
河南是中国的无机钙钛矿主要产区之一,具有丰富的矿产资源。在河南省,主要的无机钙钛矿矿产地包括新乡、焦作、商丘等地区。近年来,河南省的无机钙钛矿产量一直保持着稳定增长的态势。根据最新数据显示,河南省的无机钙钛矿年产量约为50万吨左右,其中新乡市的产量最大,占据了河南省总产量的大部分。
无机钙钛矿的开采对于地方经济的发展起到了积极的推动作用。它不仅刺激了当地矿产业的发展,还为当地创造了大量的就业机会。同时,无机钙钛矿的加工和利用也为地方经济注入了新的动力,促进了钛白粉、钢铁等相关产业的健康发展。随着国内市场需求的不断增加,河南省的无机钙钛矿产量有望继续保持稳定增长的态势。
宁夏的锗基钙钛矿产业在政策支持、资源优势和市场需求的多重推动下,展现出良好的发展前景。在环保和可持续发展的要求越来越高的背景下,宁夏的锗基钙钛矿生产企业也在不断进行工艺创新,以减少生产过程中对环境的影响。同时,先进的生产设备和严格的质量控制体系确保了锗基钙钛矿的高可靠性和良好的市场竞争力。
从产量数据来看,2019 - 2023年期间,产量呈现逐年上升趋势。2019年锗基钙钛矿产量范围为5000 - 6000吨,到2023年已增长至10000 - 12000吨。为了进一步扩大锗基钙钛矿的市场,宁夏地区的相关企业也在积极寻求国际合作,与国外科研机构和企业进行技术交流与合作,推动锗基钙钛矿的国际化发展。
钙钛矿电池具备优异的光电性能,吸光效率高,带隙连续可调,更新迭代速度快,在光电转换方面具备诱人前景。单结钙钛矿电池理论转换效率33%远超晶硅电池(29.4%),通过叠层结构则有望进一步突破效率极限至46%。这种高效的光电转换性能使得企业看到了巨大的发展潜力,从而加大投入提升产能。
钙钛矿电池投资成本与生产成本低,组件投资有望低至5亿元/GW,5 - 10GW级组件量产成本仅为0.5 - 0.6元/W,高性价比优势有望实现光伏领域的又一突破。较低的成本意味着在市场上更具竞争力,能够吸引更多的企业进入该领域,进而推动产能的提升。
钙钛矿电池具备质量轻、厚度薄、柔性大、半透明、弱光效应好以及颜色可定制等优良特性,应用场景广泛,可广泛应用于光伏建筑一体化(BIPV)、电动汽车车顶等场景中。尤其是BIPV成为钙钛矿电池首要落地场景,以遮阳棚、雨棚、公共场馆为首的公共BIPV为当前最佳试验场所。广阔的应用前景促使企业不断扩大产能以满足市场需求。
稳定性是钙钛矿产业发展的关键考虑因素,且决定了钙钛矿电池长效光电转换效率。钙钛矿材料对水氧敏感,解决稳定性主要从材料体系优化和封装设计提升两方面考虑。优化材料体系手段包括配方调节、界面优化,进而获得更稳定的晶体结构,封装结构设计则以沉积 + 胶膜封装解决水氧敏感问题,但目前这些技术仍有待进一步完善和大规模应用。
钙钛矿技术目前尚处于产业化早期,电池结构、材料体系、制备工艺、生产设备仍在持续迭代中。生产设备的性能直接关系到钙钛矿电池的生产良率、安全性与稳定性等。企业需要不断投入资金和人力进行设备的研发和工艺的改进,这无疑增加了产能提升的难度和成本。
随着技术的不断进步和稳定性问题的逐步解决,钙钛矿产能有望持续增长。极电光能吉瓦级量产线的成功运营为行业树立了榜样,未来会有更多的企业跟进,建设更大规模的生产线。预计在未来几年内,国内钙钛矿电池的产能将实现大幅提升,对全球能源结构的绿色低碳转型提供更强大的推动力。
在产能增长的过程中,产业整合与升级也将不可避免。一些技术实力雄厚、资金充足的企业将在市场竞争中占据优势,通过并购等方式整合资源,提高产业集中度。同时,企业也将加大在研发方面的投入,推动钙钛矿技术向更高水平发展,实现产业的升级。
为了获取更先进的技术和拓展更广阔的市场,国内企业将加强与国际科研机构和企业的合作。这种合作不仅有助于引进先进的技术和管理经验,也为国内钙钛矿产品的出口创造了条件,进一步促进产能的提升和产业的发展。总之,钙钛矿产能的未来发展充满机遇,但也面临着诸多挑战,需要企业、科研机构和政府共同努力,推动产业的健康发展。