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光晶能源: 钙钛矿百兆瓦级生产线即将投产

SNEC 2024展作为国际太阳能光伏与智慧能源领域的盛会,吸引了全球众多企业的参与。其中,钙钛矿凭借其独特的创新技术和广阔的应用前景,成为了展会的焦点。光晶能源作为首次亮相的钙钛矿企业,将展示他们在钙钛矿技术研发、生产、应用等方面的最新成果。

广东光晶能源科技有限公司是由澳大利亚归国博士和北大校友团队联合创立的科技型企业。团队已开发出具有独立知识产权的大面积钙钛矿薄膜印刷技术,实现了大面积钙钛矿组件的制备,综合效能领先业界同行。已获得多家国内一线投资基金上亿元投资支持。

本期亚化咨询SNEC特别访谈栏目,我们邀请到了光晶能源制造副总裁姚国晓博士,从国内领先的钙钛矿电池及组件制造商的视角出发,针对光晶能源的研发进展、钙钛矿电池行业机遇、未来展望等问题进行深入探讨。

Q:在今年的SNEC展会上,钙钛矿领域的企业参展明显增多,光晶能源本次展示的产品有哪些?它们有什么特点?主要应用领域是什么?

姚国晓博士:我很开心听到,今年SNEC钙钛矿参展的企业增多,说明钙钛矿产业正在健康发展。今年是光晶能源第一次参展,我们这次带来了三款组件产品,第一个是适合野外发电、商业化应用的高效率产品,效率超过21%。

第二个是半透明的钙钛矿组件,在BIPV市场是很有优势的,可以在屋顶上使用这个组件,外面的阳光可以照进来,通过钙钛矿组件发电,外面能量比较高的光线进入不到室内,使得室内温度容易调节,也很节能,否则能量照进来多还需增加空调,这就是半透明的好处。今后半透明做柔性钙钛矿电池,我们可能用于VIPV、移动装置上。

另外一款是我们开发的节能发电与艺术为一体的彩绘组件,把钙钛矿组件上面用一种能够透光的釉做的颜色,看起来很有艺术感,可以在我们的展台上看到,这种产品非常适合我们室内的发电,室内白炽灯的灯光照射到彩色钙钛矿组件上,发出的电可以推动室内小型用电装置。

Q:光晶能源正在推进百MW钙钛矿光伏组件产线,目前进展如何?后续是否有其他计划?

姚国晓博士:光晶能源从去年开始就规划了100MW的生产线,从今年1月开始建设工厂,现在已经接近尾声,大概再过一个月工厂建设完成,再需要2-3个月调试工艺,预计到年底会正式制造钙钛矿商业化电池组件,尺寸为1.2m*0.6m。我们团队掌握并选用了创新的制造技术,预计一年半左右将启动1GW的生产线。

Q:钙钛矿稳定性问题是市场担忧的重点,您认为目前有哪些措施可以改善这个问题?

姚国晓博士:钙钛矿因为是有机/无机杂化,有机材料的稳定性肯定是不如无机的,目前钙钛矿的不稳定性主要是碘化铅的碘会迁移,那么这个问题我们通过两种思路来解决。一种是全封闭方式,就是把钙钛矿组件封在一个密闭的空间里,所以钙钛矿材料分解出的气体没办法跑出来的话它就不会继续分解。如果白天有所分解的话,晚上能够自愈,这是一种方式。从根本上解决这个问题,还是要靠钙钛矿材料,以前的钙钛矿材料用甲胺+碘化铅时稳定性较差,后来用甲脒+碘化铅时稳定性就有所改善,现在我们用铯+甲脒+碘化铅稳定性更好。现在有些钙钛矿生产厂家的组件用晶硅组件一样的测试标准,推算可以用10年的寿命。

还有一种方式就是改变钙钛矿材料的配方,现在是有机/无机杂化,如果我们用全无机的钙钛矿材料,可以一劳永逸的解决钙钛矿衰减的问题。我一直和业界同行沟通,钙钛矿行业目前贡献最大的就是材料制造商,因为不管是钙钛矿材料、空穴传输层、电子传输层,开发出高效、稳定的材料是很重要的。我举个例子,Spiro-OMeTAD做正式钙钛矿电池的材料对效率有帮助,但是稳定性确实不好。

我相信钙钛矿行业肯定不会比航天项目要难,我们以前没办法想象火箭发射到外太空,回到地球内通过大气层到原来的位置,相比之下钙钛矿的难度肯定很小。现在钙钛矿行业资本、投资机构进入,又有世界一流的科学家,比如我们公司有七个海归博士,我们还会持续扩大队伍,我本人之前在晶硅行业当过两个公司的CTO、制造副总,在制造行业也有很多经验。我们共同努力,钙钛矿在不久的将来会做到效率超过22%以上,成本做到0.5-0.8 RMB/Wp之间,到时候就完全可以和晶硅竞争。

Q:您认为钙钛矿与晶硅会形成怎样的竞争格局?

姚国晓博士:我个人认为,钙钛矿和晶硅相对竞争会比较乐观,但是我们现在和晶硅比还是有劣势的。最主要是稳定性的问题,因为钙钛矿主流材料是用有机/无机杂化,晶硅是用高纯多晶硅,这个材料是非常稳定的,如果封装好可达30年寿命。还有一个问题是钙钛矿理论效率很高,但实际上大面积组件效率18%左右,我们还需要花2-3年的时间做到22%以上的效率。

根据钙钛矿效率的迭代速度来说,2012年钙钛矿组件有3.8%的效率,现在单结小面积可以做到26%,大面积可以做到18%。晶硅从3.8%到现在26%的效率花了接近70年时间,技术迭代速度我个人相信钙钛矿再过2-3年,可以产业化,这是第一阶段。第二阶段可以和晶硅势均力敌,效率做到22%-25%之间;再往后效率超过25%,叠层电池超过33%,形成合作共赢的格局。

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