隆基绿能电池效率破纪录 钙钛矿电池量产或需7年

近日，隆基绿能(601012)宣布，经美国国家可再生能源实验室（NREL）认证，公司自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%，这也是目前全球晶硅-钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。此前，该纪录为33.7%，由沙特国王科技大学于今年5月实现。

光伏电池技术正快速迭代，从今年的情况看，P型PERC（钝化发射极和背面电池技术）电池仍然占据较大市场份额，但随着N型电池技术渗透率提升，业内普遍预期明年N型占比将超越P型。

当然，无论是N型还是P型，都基于晶硅技术，钙钛矿电池则脱离硅基材料，有望实现更低成本、更高效率，因此也是市场关注的焦点。需要指出的是，钙钛矿既有单节电池，也有与晶硅结合的叠层电池。

隆基绿能首席科学家、中央研究院副院长徐希翔在接受证券时报·e公司记者采访时称，晶硅电池的效率极限是29.4%，未来量产有望达到28%。在徐希翔看来，过去一段时间，晶硅电池能够按照每年0.4%~0.5%的节奏提高效率，随着逐渐接近理论极限，提效节奏也开始变慢，一年可能只有0.3%甚至0.1%，“之所以做晶硅-钙钛矿叠层电池，是因为极限效率相比晶硅能够提高14个百分点，从29%左右上升至43%，这就能进一步扩展电池提效空间。”

在记者采访中，隆基绿能也透露了多个技术细节。徐希翔说，此番创造新纪录的叠层电池，其底电池部分基于晶硅异质结技术，顶电池采用的是钙钛矿，这主要是利用了钙钛矿宽带隙的特征；他透露，除了钙钛矿，公司也在开发其他的宽带隙材料。

至于为何选择钙钛矿与异质结做叠层，徐希翔表示，一方面是异质结技术属于低温工艺，有利于钙钛矿薄膜生长；另一方面，虽然钙钛矿也能与TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）甚至PERC等技术进行叠层，但在两端叠层的情况下，其转换效率要比异质结叠层低2~3个百分点。徐希翔特别强调这是基于两端叠层的情况，如果是四端叠层或是其他情况就不存在上述限制。

隆基绿能研发团队负责人何博表示，公司于2021年2月启动异质结电池项目，随后就开始了叠层电池研发。过去几个重要的节点包括，2021年6月实现23%的叠层转换效率，去年底达到29.55%，今年5月、6月又相继突破31.8%和33.5%，直至此番实现33.9%的效率。

何博透露，上述数据基于过去900余天生产的1700炉电池中总共约83000个电池片。同时，隆基晶硅钙钛矿叠层电池明年下半年目标将实现35%的转换效率。

无论是单节钙钛矿还是钙钛矿叠层电池，如何实现大面积制备都是核心问题，也是产业化无法回避的问题。在记者采访中，隆基绿能方面并未明确透露此番33.9%的效率纪录是在多大面积尺寸的电池上实现的。

但徐希翔还是提到，隆基绿能内部正在实施一个与钙钛矿相关的“K项目”，且已经处在准中试阶段，“K项目团队已经可以做出0.2平方米的钙钛矿叠层组件。”

何博指出，去年隆基绿能曾在M6尺寸硅片上制备出四端叠层组件，并实现了26.5%的组件转换效率，相比现有晶硅组件23%~24%的转换效率优势显著，“做成大面积叠层产品是没有问题的，无论两端还是四端叠层，大面积都是我们的工作重点”。

关于“K项目”的情况，何博表示，隆基绿能对于钙钛矿组件的量产时间及成本都做过核算。“钙钛矿组件的效率做到27%以上是没有任何问题的。至于成本，由于钙钛矿本身成本比较低，在晶硅电池基础上叠加一层钙钛矿后成本也不会有太大增加，因此性价比有优势。此外，钙钛矿叠层电池未来会率先应用于高功率场景。”

钙钛矿产业化方面，业内已有不少进展。但在隆基绿能看来，钙钛矿电池量产还有很长的路要走，“如果没有实证数据对钙钛矿的发电规律及可靠性进行完全掌握的话，我们是不会盲目量产的，实现产业化需要7年左右时间。”何博认为。

对此，徐希翔补充说，“未来7年，无论是钙钛矿或是其他宽带隙技术，仍然要不断地创新，从而解决长期可靠性等问题。”举例来说，当前晶硅组件首年效率衰减低于1%，未来生命周期中每年衰减在0.3%左右，但钙钛矿组件的衰减要明显更快，“这是需要解决的问题”。