破世界纪录！我国全钙钛矿叠层电池光电转换效率达24.5%【附太阳能电池技术赛道观察】

瞻观前沿

钙钛矿叠层太阳能电池由电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层、电子传输层等结构堆叠而成，宽带隙钙钛矿薄膜和窄带隙钙钛矿薄膜是叠层电池中重要的吸光层。当前，窄带隙钙钛矿薄膜的均匀制备是制约大面积组件性能提升的关键问题。

2月25日，据科技日报报道，南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁课题组研发的大面积全钙钛矿叠层组件，经国际第三方权威认证机构测试，其稳态光电转换效率高达24.5%，刷新了全钙钛矿叠层组件的世界纪录效率，相关结果已被收录到国际权威的《太阳能电池效率表》。近日，该团队相关论文发表于国际学术期刊《科学》。

研究团队在制备窄带隙钙钛矿薄膜时，根据钙钛矿结晶生长理论，筛选了20多种添加剂，最终发现具有缓冲剂特性的两性离子甘氨酰胺盐酸盐可以同时实现铅锡钙钛矿的结晶调控和埋底界面钝化。

研究人员高寒介绍，“使用该方法，薄膜结晶的时间延长至原来的十倍，后续再进行退火处理，结晶后的晶粒长得更大、贯穿性更好，而且可以减少底部界面处的缺陷密度，大幅提升钙钛矿薄膜的载流子寿命，有效提升了窄带隙子电池的光电性能。”

在此基础上，团队将窄带隙钙钛矿薄膜与宽带隙钙钛矿薄膜结合，形成20.25平方厘米的叠层组件。“虽然相较于此前约1平方厘米的钙钛矿小面积电池明显增大，但想推进到商用阶段，理想目标是至少到1.2*0.6米。” 高寒说。

图源：摄图网

技术价值观察

当前钙钛矿成本仍然较高，技术进步以及规模化有望助力降本。相较于传统的晶硅单结太阳能电池，钙钛矿叠层太阳能电池生产成本更低、更节能，其轻量化、柔性化的特点使其更容易弯折，使用场景更多。该研究成果有效推动了钙钛矿叠层太阳能电池的商业化进程。

该研究成果位于产业链的中游环节。太阳能电池属于光伏产业整体的一环，太阳能电池制造行业下游产业主要光伏发电市场，上游则主要是原材料行业。

宏观市场观察

太阳能电池产量不断创新高

从我国太阳能电池生产数量来看，我国太阳能电池产量从2015年以来波动增长，2020年受疫情影响，行业产量增速也仅是较2019年小幅下降，2021年1-11月，我国太阳能电池产量已达到21113.5万千瓦，已超过2020年全年的数据。

我国光伏企业数量众多

从企业品牌竞争来看目前我国太阳能电池行业竞争格局根据企业经营范围可以分为光伏一体化组件生产企业和专业电池生产厂商，两种类型企业均具有代表企业。

需求将推动行业产量持续快速增长

前瞻认为2021年我国太阳能电池行业产量将随着碳中和碳达峰政略的落实以及全球对环保能源需求的快速增加，从而继续保持高增长，行业产量将突破23000万千瓦。在随后的几年，我国太阳能电池行业虽然将受国家补贴下滑的负面影响，但由于整体绿色能源市场需求潜力巨大，因此太阳能电池需求仍将快速增长，而更多的则是行业内部的兼并重组，企业通过这一形式获取规模收益。前瞻预计2027年，我国太阳能电池产量将达到85000万千瓦，年复合增速约30%。

中国太阳能电池技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与太阳能电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华东、华南地区，并且以江苏省为重点发展区域，未来布局太阳能电池技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在华东地区优先导入，其中可重点关注江苏省扬州市高邮市、广东省深圳市所处太阳能电池的相关企业，以及该地方对于太阳能电池的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

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更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《钙钛矿太阳能电池技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》

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