摘要：科技日报8月10日从昆明理工大学获悉，该校研究人员开发出一种新型晶界稳定技术，成功解决了钙钛矿太阳能电池长期面临的效率与稳定性瓶颈问题，为高效太阳能电池的产业化应用提供了关键支撑。

当前光伏行业正经历深度调整，但技术突破已现曙光。

科技日报8月10日从昆明理工大学获悉，该校研究人员开发出一种新型晶界稳定技术，成功解决了钙钛矿太阳能电池长期面临的效率与稳定性瓶颈问题，为高效太阳能电池的产业化应用提供了关键支撑。

钙钛矿太阳能电池是一种新型化合物薄膜太阳能电池，属于光伏领域的第三代技术，与传统晶硅电池（第一代）和薄膜电池（第二代）形成鲜明对比。其核心吸光层采用具有ABX3晶体结构的钙钛矿材料，由A、B和X三种离子共同构成规则晶体。这种材料兼具高效能与低成本特性，并可通过调整带隙优化光电性能。自2009年首次实现3.8%的光电转换效率以来，短短十余年间已突破至29%，展现出巨大的发展潜力。

晶界是多晶材料中相邻晶粒间的过渡区域，其原子排列不规则，存在晶格畸变和晶界能，对材料的强度、扩散、相变及腐蚀等性能影响显著。高质量晶界通过内建电场促进光生载流子分离与传输，同时通过表面钝化效应减少缺陷复合，从而提升电池效率；而低质量晶界因晶格畸变和杂质聚集容易成为载流子复合中心，导致开路电压和填充因子下降。因此，晶界调控技术被认为是突破钙钛矿电池效率与稳定性瓶颈的关键路径。

根据最新市场数据，全球钙钛矿太阳能电池市场正快速增长。截至2023年，钙钛矿组件产能已达1.5GW，预计到2025年将超过7GW。尽管这一数字相较于现有的700GW以上晶硅电池产能仍然较小，但钙钛矿电池在成本控制和技术突破方面展现出巨大潜力。中国市场同样处于快速发展阶段，协鑫光电已投建全球首条100MW大面积组件中试线并启动GW级产线建设，极电光能也已建成150MW试验线，万度光能则开工建设了2GW研发及制造基地。

钙钛矿太阳能电池的产业链较传统晶硅电池显著缩短，涵盖从原材料到最终应用的各个环节。上游环节主要包括核心辅材和关键设备供应，如TCO导电玻璃、靶材、POE胶膜、丁基胶等材料，以及镀膜、涂布、激光和封装设备。金晶科技、耀皮玻璃、隆华科技等企业供应核心辅材，捷佳伟创、京山轻机、迈为股份等提供关键设备。中游聚焦于钙钛矿电池及组件生产，代表性企业包括协鑫光电、纤纳光电和极电光能，它们在推动产业化进程中发挥重要作用。下游应用则涵盖建筑一体化光伏（BIPV）、汽车光伏、室内光伏等多种场景，展现了广泛的应用前景。

数据来源：行行查 | 行业研究数据库 www.hanghangcha.com

总体来看，钙钛矿太阳能电池凭借其简化的工艺流程、高效的生产和多样化的应用场景，正成为下一代光伏技术的重要方向。其短产业链和快速工艺特点使其在成本控制和规模化生产上具有显著优势，未来有望在全球光伏市场占据重要地位。

钙钛矿太阳能电池的竞争格局和技术路线正在迅速演进。目前，主要竞争者包括专注于技术研发的初创企业，如纤纳光电、协鑫光电和极电光能，以及在叠层电池领域积累深厚的晶硅巨头，如隆基、晶科、通威和天合。此外，跨界企业如宁德时代也依托自身优势进入该领域。尽管到2025年钙钛矿组件产能预计超过7GW，但与现有700GW以上的晶硅电池产能相比仍占比较小。

技术路线方面，钙钛矿电池分为单结电池和叠层电池两大类。单结电池以低成本和高效率率先实现量产，而叠层电池通过结合不同材料进一步提升效率，其中钙钛矿/晶硅叠层电池尤为引人注目，理论效率可达44%。随着技术成熟，预计到2024年底，平米级组件效率有望突破26%，逐步迈向商业化。

在商业模式上，钙钛矿太阳能电池行业正探索多种盈利方式。一方面，其短流程、低成本的特点使规模化生产成为可能，为制造商提供了直接面向市场的销售机会。另一方面，凭借良好的弱光响应和柔性特性，钙钛矿电池在BIPV、光伏车顶等领域展现出广阔的定制化商机，开辟了新的收入来源。

展望未来，钙钛矿太阳能电池将继续保持快速增长态势。首先，在各国政府加大对可再生能源支持力度的背景下，政策利好为中国及全球市场创造了有利条件。其次，随着研究深入和技术进步，特别是针对大面积制备时效率降低问题的解决方案逐步完善，将进一步加速产业化进程。最后，基于当前研究成果及其潜在经济效益，预计到2025年后，钙钛矿太阳能电池将在光伏行业中占据更加重要的位置，并有可能挑战现有主流技术的地位。总之，凭借独特优势和持续创新，钙钛矿太阳能电池拥有广阔的发展空间和应用前景。

来源：行行查