钙钛矿的魅力

由于兼具低成本、高效率和材料易获取等优点，钙钛矿也被人称之为“上帝赐给光伏行业的礼物”。

文 | 能源杂志

过去的三年间，我国光伏新增装机以平均每年超过40GW的总量而傲居全球，发展速度之快，甚至超出了业内人士的预期。

毫无疑问，光伏产业的爆发式增长，除了政策因素之外，产业自身的技术进步和成本下降是其主要的推动力。尤其是单晶技术的进步，使得光伏组件成本下降一次次突破底线。

然而，在当今世界最顶级的能源和材料学刊物中，有关晶硅光伏和薄膜技术的讨论却寥寥无几，而另一种技术路线——钙钛矿电池，却频频出现在《自然》等顶级期刊的重要位置。

事实上，随着晶硅电池转化效率逐渐逼近材料极限而不断减缓，近年来晶硅电池实验室效率的提升已变得非常缓慢，而作为新材料的钙钛矿在众多技术路线中，成为了后起之秀。

钙钛矿的魅力来自于其材料低成本、易获取，以及较高的转化效率，因此也被称之为最具发展潜力的第三代光伏电池技术。

数据显示，钙钛矿电池对光的吸收能力是传统太阳能电池材料的100倍，这就意味着，钙钛矿电池只需使用1/100的厚度，即可产生相同的能量输出，材料使用量大幅减少，成本自然随之降低。

来自新加坡太阳能研究所的一份报告显示，在20兆瓦钙钛矿工艺生产线，钙钛矿组件的总生产成本约为20.82美分/瓦，远低于目前商用晶硅组件约30美分/瓦的生产成本。据上述机构估计，在大规模生产中（＞1 吉瓦/年），钙钛矿光伏组件的总成本可以进一步降低到约10美分/瓦。

目前，制约光伏发展的巨大约束来自于成本，尤其是因成本高而带来的补贴缺口越来越大，进一步制约了光伏行业的持续健康发展。有专家预测，若在我国大部分地区实现光伏平价上网，组件的价格应降至1.5元/瓦以下，毫无疑问，钙钛矿电池为组件价格大幅下降提供了可能。

与价格优势相比，钙钛矿电池的转化效率优势也非常明显。在过去的8年中，钙钛矿太阳能电池的实验室效率从低于3%提高到23.25%，成功地超越了已量产多年的多晶硅电池，而后者效率提升相同的空间，大约用了50年时间。

而在材料方面，钙钛矿吸收体中并不包含稀有材料，因此，物资供应和相关价格不会成为大规模量产的限制性因素。兼具低成本、高效率和材料易获取等优点，钙钛矿因此也被人称之为“上帝赐给光伏行业的礼物”。

与学术界热烈讨论相呼应的是，产业领域的大批资本已经涌入钙钛矿行业，包括当前国内主要的光伏生产商及产业资本，大量资金正在布局这个可能成为颠覆者的新兴技术。

当然，这一技术还未成熟，从实验室到商业化应用还需要较长的时间检验，尤其在大面积、稳定性等方面，钙钛矿电池技术还有很长的路要走。我们期待这一技术尽快取得突破，并获得商业推广，为新一轮的光伏产业发展奠定基础。