引言:“现阶段，传统半导体材料晶硅在太阳能光伏上的潜能已经被极大地挖掘，其转化效率和成本接近了天花板。钙钛矿未来将是突破晶硅电池效率极限的主要途径”——这一共识观点使得钙钛矿近两年引来产业资本、创投基金的争相入局。
如果说2022年是钙钛矿产业化元年，那么奋力奔跑的2023年将是钙钛矿迈向商业化的一座重要的里程碑……2022年，一部分“先行者”调试完善了百兆瓦级中试线，2023年，有企业率先突破了“大尺寸效率及稳定性”的技术困境，并迅速启动GW级产线建设，商业化的号角已经响起。
在今年国庆期间，2023年诺贝尔化学奖颁发给“量子点的发现及合成”的消息突然在光伏领域发酵。部分媒体开始展望量子点材料与钙钛矿技术结合的应用前景。虽然在不少钙钛矿从业人员看来，钙钛矿量子点太阳电池短期内并不会成为主要的技术路线，但这一讨论再一次间接肯定了人们对钙钛矿技术发展的深切期待。
下一代晶硅光伏电池技术路线争吵不休的当前，有着第三代光伏电池技术之称的钙钛矿电池，却被不少拥趸视作光伏的“终极”——更高的单结理论转化效率，更低的发电成本，更丰富的应用场景，更低的碳足迹，这足以具备强大的吸引力。
其亦是资本市场的宠儿。今年以来，二级市场数次炒作钙钛矿概念股，让不少毫无“生气”的公司具备了新的故事内核。
然而，钙钛矿技术商业化的时间点究竟在何时?
在回答这一问题前，钙钛矿头部企业极电光能总裁于振瑞先带领21世纪经济报道记者，参观了该公司150MW钙钛矿光伏组件生产线。高度智能化的生产车间，更为简洁的制备工序。
于振瑞认为实现钙钛矿技术大规模产业化，需要解决大面积制备条件下技术的成熟度问题。“要想实现商业化，就需要行业的普遍认可。这不但需要产品效率提升到一定的程度，并且稳定性也要通过严格的加速老化测试，更需要大量的户外实证数据支撑。”
在于振瑞看来，2025年是钙钛矿技术可与晶硅技术媲美的关键时间点。
根据不完全统计，实质性布局钙钛矿技术的企业已经超过14家。并且，每家企业在产业化进展过程中都取得了各自的成果。极电光能在推动技术量产进程中有两个标志事件:2022年12月，该公司150GW钙钛矿光伏组件生产线正式投产运行;2023年4月，该公司在无锡投建了全球首条1GW钙钛矿光伏产线的开工。
从目前业内的表现来看，大部分企业仍然以开展中试线研究为主，规模普遍在100MW至200MW之间。GW级的产线建设对于钙钛矿技术具有重要的意义，但在于振瑞眼中，技术的成熟度是前提。
效率和稳定性的双重门槛
针对产业化面临的效率和稳定性这些行业共性难题，极电光能也探索出了一套自己的解决方案，并借此不断探究钙钛矿的潜能。目前公司商业尺寸的钙钛矿组件效率已经做到17%以上，并通过了IEC61215/61730的认证测试，这无异于是行业中最为先进的成果之一。
“从2018年到今年，五年时间里，我们绝大部分的注意力必须放在技术研发上。直到近些年才开始启动应用示范项目以及市场开发等工作。”于振瑞告诉21世纪经济报道记者，让钙钛矿技术走出实验室的过程并不容易，“学界对于这一技术的研究论文不少，理论水平很高，但技术从实验室走向产业化，需要经过技术转化的过程，实现这个转化需要团队具有丰富的产业化经验。”
极电光能不是成立时间最早，但却是近年来发展速度最快的钙钛矿企业之一。于振瑞认为，主要是专注修炼内功的成果。“我们打造了一支专业和经验互补的核心技术团队，每个人在各自的领域里都有十至三十年的经验积累。这让我们有足够的能力制定一个很好的技术“顶层设计”，这个“顶层设计”指引着我们不走弯路、少走弯路，并始终瞄准产业化目标去做研发。”
谈及钙钛矿商业化，于振瑞坦言，实现大面积制备是必要条件，再者就是效率和稳定性的提升，未来方可与晶硅电池“一战”。
极电光能采用的是两步法制备工艺，即第一步先制备出无机铅盐初始膜，然后与有机相接触，利用离子扩散渗透再键合的过程来制备出钙钛矿薄膜。在钙钛矿的成膜工艺中，两步法由于具有较好的可控性，晶粒尺寸更大，缺陷更少，易于在不平整的衬底上良好成膜，且量产可重复性好。
“从2021年将两步法工艺逐步成型到现在，我们发现其的确是实现量产的不错选择，小试及中试组件的效率和稳定性均取得了持续突破。”于振瑞对21世纪经济报道记者表示。
工艺磨合与规模化量产
工艺路线的选择是为了更好地服务于量产的目标。然而，技术量产进程的另一要素需要构建完整的产业链。
因材料体系无稀缺元素，再加上作为新材料人工合成、带隙可调的特性，钙钛矿光伏产业链非常短，极具优势，与晶硅组件从硅料、硅片、电池片到组件需要四个工厂不同，钙钛矿组件能在一个工厂内完成从原料到组件的全部工序。
在目前产业链尚未成熟的情况下，许多配套的原辅材及设备仍需借鉴很多其他行业的经验。但随着钙钛矿产业化的推进，产业链上下游也在快速发展，与钙钛矿组件开发磨合得渐入佳境，钙钛矿产业链的发展将有力助推钙钛矿光伏组件技术进一步成熟。
对此，于振瑞告诉21世纪经济报道记者，“由于大家对于钙钛矿技术抱有乐观的预期，产业链上下游配合比较好。特别是上游FTO导电玻璃、POE胶膜，以及中游激光设备、各类镀膜设备等环节的技术进步都在有条不紊地进行。”
于振瑞认为，产业链各环节也需要加强技术的开发与进步。以FTO导电玻璃为例，目前都是非钢化的玻璃。如果能开发出钢化或者半钢化的FTO导电玻璃且保持足够的平整度，这可以为薄膜光伏产品的轻质化奠定基础。另外，目前的成本也比较高，快速降本也是未来的必由之路。“导电玻璃在钙钛矿组件成本里的占比非常高，降本是这个环节需要解决的大问题。”
“虽然产业链上下游的搭建目前还处于初级阶段，但上下游的配合热情特别高，这对于我们钙钛矿企业而言是好消息。”于振瑞表示。
商业化竞速如火如荼
按照极电光能的规划，该公司1GW钙钛矿光伏生产线将于明年第三季度开始投产。而在GW级量产组件效率的目标上，于振瑞表示，“明年我们想要挑战18%。”
目前钙钛矿技术产业化的一大难点在于如何实现大尺寸组件效率的提升。这其中，极电光能和协鑫光电相对走在前列——今年6月份，极电光能宣布其810平方厘米的单结钙钛矿电池组件稳态效率达到18.6%，0.72平米商用尺寸钙钛矿组件全面积效率达到17.18%，并经过机构认证;今年3月份，协鑫光电宣布其100MW钙钛矿1米*2米组件实现了16%的效率。
21世纪经济报道记者注意到，极电光能与协鑫光电都将18%作为大尺寸钙钛矿组件量产的目标效率，并且极电光能设计的组件面积稍大一些。“明年我们产出的组件面积为2.79平方米。”于振瑞对21世纪经济报道记者表示，接下来就是要抓紧测试，实现转化效率的稳定性。
事实上，极电光能技术能力和产业规划前景也得到国家大基金及行业大客户的关注。记者了解到，前段时间极电光能已开启了B轮融资，“我们本轮接触的有行业知名的头部投资机构、国家大基金、光伏及BIPV领域的央国企等。”于振瑞直言，公司未来两年的主要投入都将集中在钙钛矿技术的持续研发及产业化上。2025年将是极电光能力求实现钙钛矿组件商业化的重要拐点时间。
“在商业化竞速赛中，多方工作都需要持续推进，第一步是继续做好技术进步，包括扩大面积，提升转化效率和稳定性，并收集大量的户外电站运行的实证数据。”于振瑞认为，技术发展突飞猛进，产业化也要迎头赶上。“明年第三季度建好GW级产线，第四季度投入运营。再往后，一切顺利的话比方2025年、2026年和2027年这三年里，力争实现10GW产能规划。”
值得一提的是，极电光能目前正在加快示范项目的建设。“2023年和2024年会出现很多示范项目，这可为2025年成为钙钛矿组件大规模应用起始年打下基础。”于振瑞告诉21世纪经济报道记者。
此外，随着钙钛矿技术的产业化兴起，业内对于其与晶硅进行叠层应用的前景普遍看好。
对此，于振瑞表达了自己的看法，“在大面积单结钙钛矿技术没有成熟之前，叠层电池不可能实现产业化。中短期来看，大面积单结钙钛矿技术是主导。”
“但长期来看，叠层技术会有商业化的可能。即便如此，大面积单结钙钛矿组件仍然是主流技术之一。”于振瑞补充道，钙钛矿是赋能者，但更是颠覆者。
