钙钛矿效率持续提升，降本还有巨大空间，稳定性的支撑数据更加丰富和立体，25年的寿命很快就不会再是问题。
2023年可谓是钙钛矿技术的爆发之年。先后有多家企业在单结钙钛矿组件方面实现了效率突破。而在钙钛矿叠层组件方面，也实现了高达33.94%的效率突破。
而这一系列技术突破的背后，是一批企业对钙钛矿长时间技术坚持、研发投入的硕果。不过，尽管钙钛矿组件在效率上实现了与晶硅的“并肩”，但在走向全面商业化之前，还有诸多挑战需要面对。
本期《能源》专访，我们邀请到了极电光能联合创始人、总裁于振瑞博士，一起畅谈钙钛矿在2023年的技术突破与即将到来的大规模产业化。
钙钛矿在效率上已可以媲美晶硅
《能源》：钙钛矿技术在2023年有了飞速的发展。从极电光能的角度，您如何评价这些技术的进步？
于振瑞：2023年，钙钛矿技术确实有了大幅度的进步。极电光能在其中扮演了重要的角色。
在尺寸为800多平方厘米的小试组件效率上，极电光能先后创造了18.6%和19.5%的世界纪录，这些效率是由全球权威机构日本JET进行严格检测后认定的，并被“太阳能之父”马丁·格林教授发布的《Solar cell efficiency tables》与美国国家可再生能源实验室（NREL）发布的《champion module efficiency chart》两大世界效率纪录榜单所收录。
而在0.72平米的商用尺寸组件方面，极电光能先后创造了17.18%和18.2%的效率纪录。其产品也通过了光伏产品认证标准IEC61215、IEC61730的认证测试，并拿到了行业内首张，也是目前唯一张TÜV认证证书。
我认为其中最有意义的技术突破是商用尺寸组件达到18.2%的效率。这标志着钙钛矿组件已经能够和目前主流的晶硅组件相媲美，并具备了商业化应用的价值。
《能源》：钙钛矿效率的进步速度是否超出了行业预期？
于振瑞：目前来看，2023年的技术突破超过了人们之前的整体预期。2022年底我们提出了商用钙钛矿组件尺寸效率突破18%。对于这一目标，行业内的态度一度比较保守。而极电光能在2023年11月就提前实现了这一目标。
2024年，我们计划在钙钛矿组件效率上突破20%。我相信随着技术和产业的不断成熟，钙钛矿很快就能够建立起对晶硅技术的竞争优势。
2025年是钙钛矿
大规模商业化的起点
《能源》：极电光能正在推进GW级产线的建设。目前进展如何？
于振瑞：我们的GW级产线是2023年4月正式开工建设的。2024年4月首套设备将进场，2024年3季度将实现首片下线，2024年年底将投入生产。
极电光能的GW级产线是行业内首条正式启动建设的GW级产线，预计也将会是首条建成投产的GW级产线。
目前其它钙钛矿一线企业也在跟进，开始了GW级产线的建设；还有很多公司正在开展百MW级试验线的建设。从明年开始，钙钛矿行业的整体产能将会明显增加。
《能源》：在GW级产线问世之后，大家会更关注量产和商业化的情况。在您看来，钙钛矿未来的大规模商业化会是怎样的发展脉络？
于振瑞：一个全新的产品进入市场，肯定会有一个逐步发展的过程，钙钛矿也不会例外。2023年，钙钛矿组件已经开始在一些项目中得到了应用，甚至有MW级钙钛矿地面电站建成并网。预计2024年会有更多的钙钛矿MW级电站项目建成并网；终端客户将纷纷利用MW级电站对钙钛矿组件产品开展示范验证。
2025年，将会是钙钛矿组件大规模商业化应用的起点。这主要有3个方面原因：首先，从2023到2024，钙钛矿组件产品已经在不同应用场景经过了1～2年的户外实证，终端客户对钙钛矿技术的信心不断增强；其次，钙钛矿技术一直在持续的快速进步，到2025年，钙钛矿组件效率会更高，稳定性会得到进一步强化，成本将显著低于晶硅组件，其经济性优势将会进一步提升；第三，2025年随着一批GW级产线的建成投产，产业端将有更多的产能和交付能力。
《能源》：在2025年之后，钙钛矿与晶硅会形成怎样的竞争格局？
于振瑞：2025年钙钛矿大规模进入市场之后，并不是说能够马上替代晶硅。按照光伏行业以往的规律，一种技术从进入市场到成为市场主流，大约需要3年左右的时间。
2025年之后，钙钛矿大概也需要3年左右的时间才能成为光伏市场主流技术。
决定这一进程能否按时实现的主要因素有三个：一是钙钛矿产业化技术的成熟速度；二是钙钛矿行业的整体产能建设速度。钙钛矿光伏技术在相当长的一段时间之内还是一个高技术门槛的行业，不大可能像目前的晶硅行业那样很容易跨界投资形成产能；三是产业链成熟的速度尤其是设备环节的成熟速度和交付能力。目前钙钛矿有多种技术路线，不同的技术路线所需要的关键设备也不一样，很难形成像晶硅那样的标准化的“交钥匙”产线。这些因素都会限制装备行业在较短时间内形成巨大的交付能力。要克服这些困难，就需要钙钛矿组件开发企业和产业链上下游共同努力。
但是，钙钛矿从2025年开始大规模商业化，并逐渐形成对晶硅的竞争优势，可以说是一种基于对当前晶硅和钙钛矿各自的技术进步趋势判断下的正常预期。
钙钛矿的稳定性不会成为限制因素
《能源》：目前钙钛矿技术的发展还有哪些问题待解决？
于振瑞：钙钛矿技术的挑战主要有两点：一个是在组件面积放大的情况下，如何继续保持高效率；另一个就是如何实现产品25年的稳定性寿命。
对于极电光能来说，大面积组件的效率提升不是问题。我们还有很多提升组件效率的储备技术，2024年我们商用尺寸组件效率突破20%问题不大。
组件寿命是一个更为复杂的问题。极电光能的组件已经通过了IEC61215/IEC61730的认证测试，说明其稳定性已经相当不错，从商业层面已经达到了以“25年使用寿命”上市销售的标准，但要从客户接受和科学层面，还需要更多的数据支撑。
目前行业内有一种流行观点，认为除了IEC认证标准之外，一个补充验证寿命的方法是光热联合老化测试，即让组件在高温和连续光照下加速老化，以验证稳定性，并通过研究效率衰减的规律推算其寿命。目前我们30*30cm²的小试组件在1sun/60°C条件下连续运行了1920小时，效率不但没有衰减，还略有上升。此外我们还有两个户外测试电站：一个使用30*30cm²的小试组件，从2023年3月开始运行至今，效率不降反升；另一个是使用0.72m²商用尺寸的中试组件，目前运行了近5个月，效率也没有衰退，而且弱光和高温下的发电性能非常优异。
上述数据均表明，我们目前的钙钛矿组件的稳定性已经达到了非常好的水平，后面的任务是如何用更多角度、更加丰富的数据来打消客户和公众对于钙钛矿25年使用寿命的疑虑。行业内有很多机构在研究一些标准和表征方法，我们自己也在牵头编制相关标准。
《能源》：这是否能说明钙钛矿的寿命问题已经得到了很好地解答？
于振瑞：我相信这些数据已经能够证明钙钛矿组件具备25年的寿命。目前是如何拿出更丰富的数据，让非专业的客户与公众相信钙钛矿组件的寿命可达25年。
另外，我们还有很多提升稳定性的技术储备，这些技术经实验室验证是十分有效的，我们会陆续导入中试线。接下来我们也会联合战略合作伙伴进行组件多种气候条件下的户外试验，同时在国家实证基地进行进一步的验证。
到2025年，外界将会看到由加严IEC61215/61730认证测试、光热联合老化测试、全天候实证测试组成的比晶硅更严苛的立体化、系统化的稳定性验证数据，下游客户将可以放心大胆地在大规模电站中使用钙钛矿组件。
钙钛矿降本具有极大的战略空间
《能源》：钙钛矿的降本空间和降本路线是怎样的？
于振瑞：经过我们的测算，在第一条GW级产线投产之后，就可以实现钙钛矿组件的单瓦成本略低于晶硅组件的成本。
未来降本的方向，我认为主要有几个方面：首先就是原材料降本。在钙钛矿的生产中，原材料占比是很大的。像导电玻璃、胶膜这些原材料，目前因为钙钛矿的产能和产量都比较少，所以价格相对较高。那么一旦钙钛矿的需求提高之后，这些原材料的成本也能够有一定地降低。
其次是设备成本的降低。这一点的降本逻辑和原材料降本一致。目前的设备供应商都处于研发销售阶段，还没有完全定型，也没有大规模生产。依照以往晶硅光伏行业的经验，设备成本每三年就可以降低50%。
第三点就是能耗成本。钙钛矿把晶硅的整个产业链所完成的工作都集合到了一个工厂，所以，虽然和晶硅相比其生产能耗较低，但在其成本构成中也有约10%的比例。未来，降低能耗也会成为降本的重要路径。
《能源》：目前钙钛矿有单结和叠层两个技术路线的区别，您如何看待两种技术路线的不同？
于振瑞：单结和叠层相比，要从技术成熟度、产业化实现的节点、未来性能和成本对比等几方面综合考虑。
目前单结钙钛矿技术的成熟度最好，肯定会率先实现产业化生产，所以大部分钙钛矿科创公司都选择了单结技术；而晶硅企业则不急于推进钙钛矿的产业化生产，再加上其自身有晶硅电池技术的积累，所以普遍选择了晶硅与钙钛矿的叠层技术。
从更远的视角看，叠层组件在效率上更高，但钙钛矿单结组件会更具成本优势。综合考虑效率、成本、寿命这三个要素之后，钙钛矿单结技术还是有优势，因此将会是大面积地面电站的主流技术；而叠层技术则凭借着其更高的效率，在有限面积上需要安装更多的光伏装机的应用场景中有优势。
《能源》：2023年钙钛矿产业的火爆也体现在资本市场的投融资方面。大量的初创企业获得天使轮、A轮融资。您如何看待目前资本市场对钙钛矿的热情？
于振瑞：过去几年，不止是钙钛矿行业，整个光伏行业都是资本市场投资的热点。在光伏行业中，钙钛矿方向本质上是穿越周期的中长期投资方向。对投资机构来说，钙钛矿技术的降本增效前景与高技术门槛是打破当前光伏行业同质化竞争和重复低效投资困境最有希望的方向，钙钛矿方向的投资能与晶硅方向的投资形成时间上的互补和风险上的对冲。
对于钙钛矿行业来说，更多的企业入局意味着整个市场对于钙钛矿的前景看好。钙钛矿企业数量的增加，也有利于技术进步、产业链的早日成熟。
目前很多初创企业快速地启动了百MW级产线的建设。这一速度超过了此前大多数钙钛矿初创企业的产业化进程。如果一个企业对于钙钛矿组件技术没有足够的积累就贸然启动百MW级试验线的建设，会面临着较大的风险。
极电光能在钙钛矿产业化推进过程中有一个清晰的发展路径。我们从2018年开始在实验室利用10cm*10cm的组件开展原创技术的开发；2020年建成了一条能制备30cm*30cm组件的小试线，并依托于小试线开展钙钛矿组件原创技术的放大和验证；2021年开始150MW中试线建设并于2022年底建成投产，小试线上的技术转移到中试平台上再次放大优化，形成量产技术。为了规避风险，我们每个阶段的技术开发都走的特别踏实。如果没有足够的实验室和小试级别的技术开发、验证和放大，而直接跳到平米尺寸的百MW级试验线上，风险可能会比较大。
资本市场对于钙钛矿的热情还会延续，但是在选择标的时会更加理性客观。这对于钙钛矿领域的头部企业而言是一件好事。大家能够在一个相对冷静、没有炒作的环境下发展，去实现既定的技术和商业化目标，推动大规模商业化的来临。
钙钛矿效率持续提升，降本还有巨大空间，稳定性的支撑数据更加丰富和立体，25年的寿命很快就不会再是问题。
2023年可谓是钙钛矿技术的爆发之年。先后有多家企业在单结钙钛矿组件方面实现了效率突破。而在钙钛矿叠层组件方面，也实现了高达33.94%的效率突破。
而这一系列技术突破的背后，是一批企业对钙钛矿长时间技术坚持、研发投入的硕果。不过，尽管钙钛矿组件在效率上实现了与晶硅的“并肩”，但在走向全面商业化之前，还有诸多挑战需要面对。
本期《能源》专访，我们邀请到了极电光能联合创始人、总裁于振瑞博士，一起畅谈钙钛矿在2023年的技术突破与即将到来的大规模产业化。
钙钛矿在效率上已可以媲美晶硅
《能源》：钙钛矿技术在2023年有了飞速的发展。从极电光能的角度，您如何评价这些技术的进步？
于振瑞：2023年，钙钛矿技术确实有了大幅度的进步。极电光能在其中扮演了重要的角色。
在尺寸为800多平方厘米的小试组件效率上，极电光能先后创造了18.6%和19.5%的世界纪录，这些效率是由全球权威机构日本JET进行严格检测后认定的，并被“太阳能之父”马丁·格林教授发布的《Solar cell efficiency tables》与美国国家可再生能源实验室（NREL）发布的《champion module efficiency chart》两大世界效率纪录榜单所收录。
而在0.72平米的商用尺寸组件方面，极电光能先后创造了17.18%和18.2%的效率纪录。其产品也通过了光伏产品认证标准IEC61215、IEC61730的认证测试，并拿到了行业内首张，也是目前唯一张TÜV认证证书。
我认为其中最有意义的技术突破是商用尺寸组件达到18.2%的效率。这标志着钙钛矿组件已经能够和目前主流的晶硅组件相媲美，并具备了商业化应用的价值。
《能源》：钙钛矿效率的进步速度是否超出了行业预期？
于振瑞：目前来看，2023年的技术突破超过了人们之前的整体预期。2022年底我们提出了商用钙钛矿组件尺寸效率突破18%。对于这一目标，行业内的态度一度比较保守。而极电光能在2023年11月就提前实现了这一目标。
2024年，我们计划在钙钛矿组件效率上突破20%。我相信随着技术和产业的不断成熟，钙钛矿很快就能够建立起对晶硅技术的竞争优势。
2025年是钙钛矿
大规模商业化的起点
《能源》：极电光能正在推进GW级产线的建设。目前进展如何？
于振瑞：我们的GW级产线是2023年4月正式开工建设的。2024年4月首套设备将进场，2024年3季度将实现首片下线，2024年年底将投入生产。
极电光能的GW级产线是行业内首条正式启动建设的GW级产线，预计也将会是首条建成投产的GW级产线。
目前其它钙钛矿一线企业也在跟进，开始了GW级产线的建设；还有很多公司正在开展百MW级试验线的建设。从明年开始，钙钛矿行业的整体产能将会明显增加。
《能源》：在GW级产线问世之后，大家会更关注量产和商业化的情况。在您看来，钙钛矿未来的大规模商业化会是怎样的发展脉络？
于振瑞：一个全新的产品进入市场，肯定会有一个逐步发展的过程，钙钛矿也不会例外。2023年，钙钛矿组件已经开始在一些项目中得到了应用，甚至有MW级钙钛矿地面电站建成并网。预计2024年会有更多的钙钛矿MW级电站项目建成并网；终端客户将纷纷利用MW级电站对钙钛矿组件产品开展示范验证。
2025年，将会是钙钛矿组件大规模商业化应用的起点。这主要有3个方面原因：首先，从2023到2024，钙钛矿组件产品已经在不同应用场景经过了1～2年的户外实证，终端客户对钙钛矿技术的信心不断增强；其次，钙钛矿技术一直在持续的快速进步，到2025年，钙钛矿组件效率会更高，稳定性会得到进一步强化，成本将显著低于晶硅组件，其经济性优势将会进一步提升；第三，2025年随着一批GW级产线的建成投产，产业端将有更多的产能和交付能力。
《能源》：在2025年之后，钙钛矿与晶硅会形成怎样的竞争格局？
于振瑞：2025年钙钛矿大规模进入市场之后，并不是说能够马上替代晶硅。按照光伏行业以往的规律，一种技术从进入市场到成为市场主流，大约需要3年左右的时间。
2025年之后，钙钛矿大概也需要3年左右的时间才能成为光伏市场主流技术。
决定这一进程能否按时实现的主要因素有三个：一是钙钛矿产业化技术的成熟速度；二是钙钛矿行业的整体产能建设速度。钙钛矿光伏技术在相当长的一段时间之内还是一个高技术门槛的行业，不大可能像目前的晶硅行业那样很容易跨界投资形成产能；三是产业链成熟的速度尤其是设备环节的成熟速度和交付能力。目前钙钛矿有多种技术路线，不同的技术路线所需要的关键设备也不一样，很难形成像晶硅那样的标准化的“交钥匙”产线。这些因素都会限制装备行业在较短时间内形成巨大的交付能力。要克服这些困难，就需要钙钛矿组件开发企业和产业链上下游共同努力。
但是，钙钛矿从2025年开始大规模商业化，并逐渐形成对晶硅的竞争优势，可以说是一种基于对当前晶硅和钙钛矿各自的技术进步趋势判断下的正常预期。
钙钛矿的稳定性不会成为限制因素
《能源》：目前钙钛矿技术的发展还有哪些问题待解决？
于振瑞：钙钛矿技术的挑战主要有两点：一个是在组件面积放大的情况下，如何继续保持高效率；另一个就是如何实现产品25年的稳定性寿命。
对于极电光能来说，大面积组件的效率提升不是问题。我们还有很多提升组件效率的储备技术，2024年我们商用尺寸组件效率突破20%问题不大。
组件寿命是一个更为复杂的问题。极电光能的组件已经通过了IEC61215/IEC61730的认证测试，说明其稳定性已经相当不错，从商业层面已经达到了以“25年使用寿命”上市销售的标准，但要从客户接受和科学层面，还需要更多的数据支撑。
目前行业内有一种流行观点，认为除了IEC认证标准之外，一个补充验证寿命的方法是光热联合老化测试，即让组件在高温和连续光照下加速老化，以验证稳定性，并通过研究效率衰减的规律推算其寿命。目前我们30*30cm²的小试组件在1sun/60°C条件下连续运行了1920小时，效率不但没有衰减，还略有上升。此外我们还有两个户外测试电站：一个使用30*30cm²的小试组件，从2023年3月开始运行至今，效率不降反升；另一个是使用0.72m²商用尺寸的中试组件，目前运行了近5个月，效率也没有衰退，而且弱光和高温下的发电性能非常优异。
上述数据均表明，我们目前的钙钛矿组件的稳定性已经达到了非常好的水平，后面的任务是如何用更多角度、更加丰富的数据来打消客户和公众对于钙钛矿25年使用寿命的疑虑。行业内有很多机构在研究一些标准和表征方法，我们自己也在牵头编制相关标准。
《能源》：这是否能说明钙钛矿的寿命问题已经得到了很好地解答？
于振瑞：我相信这些数据已经能够证明钙钛矿组件具备25年的寿命。目前是如何拿出更丰富的数据，让非专业的客户与公众相信钙钛矿组件的寿命可达25年。
另外，我们还有很多提升稳定性的技术储备，这些技术经实验室验证是十分有效的，我们会陆续导入中试线。接下来我们也会联合战略合作伙伴进行组件多种气候条件下的户外试验，同时在国家实证基地进行进一步的验证。
到2025年，外界将会看到由加严IEC61215/61730认证测试、光热联合老化测试、全天候实证测试组成的比晶硅更严苛的立体化、系统化的稳定性验证数据，下游客户将可以放心大胆地在大规模电站中使用钙钛矿组件。
钙钛矿降本具有极大的战略空间
《能源》：钙钛矿的降本空间和降本路线是怎样的？
于振瑞：经过我们的测算，在第一条GW级产线投产之后，就可以实现钙钛矿组件的单瓦成本略低于晶硅组件的成本。
未来降本的方向，我认为主要有几个方面：首先就是原材料降本。在钙钛矿的生产中，原材料占比是很大的。像导电玻璃、胶膜这些原材料，目前因为钙钛矿的产能和产量都比较少，所以价格相对较高。那么一旦钙钛矿的需求提高之后，这些原材料的成本也能够有一定地降低。
其次是设备成本的降低。这一点的降本逻辑和原材料降本一致。目前的设备供应商都处于研发销售阶段，还没有完全定型，也没有大规模生产。依照以往晶硅光伏行业的经验，设备成本每三年就可以降低50%。
第三点就是能耗成本。钙钛矿把晶硅的整个产业链所完成的工作都集合到了一个工厂，所以，虽然和晶硅相比其生产能耗较低，但在其成本构成中也有约10%的比例。未来，降低能耗也会成为降本的重要路径。
《能源》：目前钙钛矿有单结和叠层两个技术路线的区别，您如何看待两种技术路线的不同？
于振瑞：单结和叠层相比，要从技术成熟度、产业化实现的节点、未来性能和成本对比等几方面综合考虑。
目前单结钙钛矿技术的成熟度最好，肯定会率先实现产业化生产，所以大部分钙钛矿科创公司都选择了单结技术；而晶硅企业则不急于推进钙钛矿的产业化生产，再加上其自身有晶硅电池技术的积累，所以普遍选择了晶硅与钙钛矿的叠层技术。
从更远的视角看，叠层组件在效率上更高，但钙钛矿单结组件会更具成本优势。综合考虑效率、成本、寿命这三个要素之后，钙钛矿单结技术还是有优势，因此将会是大面积地面电站的主流技术；而叠层技术则凭借着其更高的效率，在有限面积上需要安装更多的光伏装机的应用场景中有优势。
《能源》：2023年钙钛矿产业的火爆也体现在资本市场的投融资方面。大量的初创企业获得天使轮、A轮融资。您如何看待目前资本市场对钙钛矿的热情？
于振瑞：过去几年，不止是钙钛矿行业，整个光伏行业都是资本市场投资的热点。在光伏行业中，钙钛矿方向本质上是穿越周期的中长期投资方向。对投资机构来说，钙钛矿技术的降本增效前景与高技术门槛是打破当前光伏行业同质化竞争和重复低效投资困境最有希望的方向，钙钛矿方向的投资能与晶硅方向的投资形成时间上的互补和风险上的对冲。
对于钙钛矿行业来说，更多的企业入局意味着整个市场对于钙钛矿的前景看好。钙钛矿企业数量的增加，也有利于技术进步、产业链的早日成熟。
目前很多初创企业快速地启动了百MW级产线的建设。这一速度超过了此前大多数钙钛矿初创企业的产业化进程。如果一个企业对于钙钛矿组件技术没有足够的积累就贸然启动百MW级试验线的建设，会面临着较大的风险。
极电光能在钙钛矿产业化推进过程中有一个清晰的发展路径。我们从2018年开始在实验室利用10cm*10cm的组件开展原创技术的开发；2020年建成了一条能制备30cm*30cm组件的小试线，并依托于小试线开展钙钛矿组件原创技术的放大和验证；2021年开始150MW中试线建设并于2022年底建成投产，小试线上的技术转移到中试平台上再次放大优化，形成量产技术。为了规避风险，我们每个阶段的技术开发都走的特别踏实。如果没有足够的实验室和小试级别的技术开发、验证和放大，而直接跳到平米尺寸的百MW级试验线上，风险可能会比较大。
资本市场对于钙钛矿的热情还会延续，但是在选择标的时会更加理性客观。这对于钙钛矿领域的头部企业而言是一件好事。大家能够在一个相对冷静、没有炒作的环境下发展，去实现既定的技术和商业化目标，推动大规模商业化的来临。
发表评论 取消回复