核心信息：

1. 专家认为百兆瓦级中试线定位为试验线更合适，预计23年行业内已有的几条已投产百兆瓦线最快得在23年年底达到满产，在0.6m*1.2m的尺寸，效率达到18%，tag time 30片/min的条件下。

2. 若考虑组件/产品稳定性+寿命，即客户端普遍接受，需要等到2025年。

3. 影响稳定性与寿命主要是金属电极，金属原子扩散问题。对应的解决方案有将铜替换成特定的金属氧化物。但这都会影响电极的导电性能，导致电阻上升后的效率下降。

4. 涂布设备主要供应商是美国nTact、上海德沪代理的和日本东丽，涂布设备的壁垒在与涂布刀头，钙钛矿属于低粘度液体，要求涂布刀头的液槽专门设计，以及中间狭缝的宽度，刀头自供的涂布设备厂具备改进优化的优势，此外还涉及专利问题。

5. 专家认为晶硅叠层是过渡路线，因为对于地面电站或集中式光伏而言，最重要的考量指标是度电成本，单结成本较叠层低。钙钛矿叠HJT对效率提高幅度更大。

6. 专家认为GW级别扩产较冒进，23年的GW级别扩产计划与企业融资需求有关。目前工艺路线、设备选择均不定。协鑫计划将金属氧化物替换成Spiral，属于正式工艺路线，相较反式，RPD会沿用，但氧化镍溅射设备可能不需要，或许采用涂布。

7. ALD在钙钛矿中的应用：

①单结钙钛矿：用于封装用的氧化铝致密层；如金属电极替换成ITO，ITO使用溅射工艺，那么在电子传输层和ITO之间需要插入一层致密的氧化锡，这一层用ALD做合适。

②叠层方面：晶硅和钙钛矿连接位置需要一层ITO，这一层ITO用ALD做，上方会有一层氧化锡溅射，大部分还停留在实验室，国内的两端钙钛矿基本不做，只有牛津光伏正在布局。

量产应用存在不确定性，ALD产能节拍低。

行业介绍

l 钙钛矿发展情况：

钙钛矿近期受到关注是因为它的效率提升很快。通过十年左右的时间，效率基本从10%上升到了实验室内的25.7%，而晶硅相应的发展需要50-70年。另外晶硅的效率基本已经达到极限。实际产业化情况来看，钙钛矿的研发或产业化进度与晶硅不太一样。晶硅电池片在实验室内部效率达到25%就可以直接量产，组件端的技术含量会低一些。钙钛矿的结构是薄膜型太阳能电池，没有电池片概念，它从基板直接跳跃到模组的步骤。所以目前的大规模项目不能代表最终钙钛矿量产的效率，主要是为了吸引投资（融资需求）。钙钛矿产业化进程中最重要一环是中试线，纤纳和极电是0.6m*1.2m，协鑫是1m*2m。这些公司需要在相应尺度下进行探索，使得钙钛矿最终产品效率达到15%或者18%，这还与实验室的效率有一定差距的。个人预期，到2025年会有量产线跑起来。

l 产业化技术：

小面积和最终产品效率存在区别的原因。最早使钙钛矿达到25.7%效率的实验室采用的是旋涂工艺：在玻璃基板上滴加钙钛矿墨水，让基板高速旋转（6000转/min）。但在产业化中使用这样的方式是很危险的。所以在产业化进程中，旋涂法被逐渐摒弃。另外有跟旋涂法搭配的结晶工艺反溶剂法：在液膜上方滴加一定量的反溶剂，使得墨水中的钙钛矿被瞬间挤出，整个过程在零点几秒内完成。目前在产业线上模拟这样的过程环节，主要有两个方法：一个是高速细流的缺隙方式，另外是将膜层涂完后放入抽屉，然后快速抽真空。整个过程需要几秒到十几秒之间，这与反溶剂法有着一定的差距，这也是为什么产业线上钙钛矿的效率比实验室中低很多的原因。30cm*30cm效率的世界记录是日本松下的17%，这与25.7%效率的差距是很大的。所以整个钙钛矿行业仍然是以研发为主，并且后续两三年的重点仍然将会是效率的提升。

Q&A

Q：到2023年年中，目前在跑的100MW或150MW中试线能否达到满产状态？

A：专家认为跑不到满产。最终的产品需要兼顾稳定性和效率。目前唯一给出稳定性数据的是纤纳，在前段时间通过了IEC 61215认证报告，给出的功率是90W。按照光照幅度计算对应的效率大概在11%，与它既定的15%或18%效率目标有较大差距。

Q：行业会设定什么样的参数指标来认定达到满场？

A：如果不考虑产品卖到客户端，第一个是效率，百兆瓦量级的产线对应的效率，在0.6m*1.2m尺寸下，效率需要达到18%，它的tag time需要接近30s/片。要想达到这样的成果，个人预期需要到2023年底。如果能够卖给客户端，需要到2025年。其中的主要因素还是组件或产品的稳定性，以及使用寿命。影响稳定性因素最重要的原因是钙钛矿使用的是金属电极，即铜电子移动。对应的解决方案有将铜替换成特定的金属氧化物。但这都会影响电极的导电性能，导致电阻上升后的效率下降。另一方面，硅电池有一个完善的评判体系，如IEC 61215标准，通过这一标准后产品可以拥有25年使用寿命。但对于钙钛矿而言，它目前没有相关体系。只有当行业内对于标准达到共识，钙钛矿产品才能对外销售。

Q：对于钙钛矿的使用寿命，目前攻克的具体方向？

A：钙钛矿内功能层的使用寿命及稳定性较好。目前主要问题是金属原子的扩散问题，这一问题难以解决。如果仅仅采用金属电极或铜电极，这个问题避免不了。所以一定要去对电极进行处理，但会造成效率的下降。

Q：产业界如何去权衡大面积、效率、稳定性、成本等问题，对各方面参数的容忍度或平衡点是怎样的？

A：目前最重要的因素是稳定性和大面积下的效率。目前各家企业暂时还没有去考虑成本问题，单瓦成本很低只是一个乐观的预计。实际上单瓦成本可能会达到2元，远高于晶硅，未来产业成熟后会下降。主要还是提高稳定性和组件效率。各家目标是进行标准认证，通过稳定性测试，并达到18%的效率。最终的努力方向是效率达到18%，并通过IEC 61215。

Q：对于钙钛矿来说，传统认证方式在客户端的认可度如何？或者目前行业是否正在制定更加适合的方案？

A：在2021年开过行业大会，针对新型电池制定新的方法以表征其稳定性。但目前没有行业通用手册。针对钙钛矿有光照黑暗的循环测试。目前是61215和61730两个序列的稳定性测试。我相信后续会有标准的方案。目前IEC里面有一个大类针对太阳能电池，细分的61215针对晶硅、CIGS、碲化镉三种电池。

Q：在制造工艺方面的涂布环节，哪些锂电设备企业正在进行实验，哪家进行得更快一些？

A：目前比较多的是直接采用国外设备，采购比较多的有美国nTact、上海德沪代理的和日本东丽。国产的目前接触的不多。

Q：海外做涂布设备比较知名的企业？

A：基本大部分实验室使用的是美国nTact。

Q：在涂布设备方面，国内厂商实现技术应用追赶的难点？

A：涂布设备关键零部件涂布刀头的壁垒较高，包括美国nTact、日本东丽、日本三菱等。刀头基本是进口的，国内的厂商更多倾向于作为设备组装厂。

Q：组装厂和原厂设备之间差距有多大，具体的体现？

A：钙钛矿属于低粘度液体，这种情况下涂布刀头的液槽需要专门设计，以及中间狭缝的宽度。如果刀头是自己生产的，这些方面就可以有针对性地进行更改，但如果是外购就没有这方面的优势。

Q：涂布刀头的壁垒主要体现在哪些点？

A：包括流体模拟、受力分析和压力溅射，本土企业不太能做。

Q：钙钛矿的量起来后，这种刀头会属于标准化产品吗？

A：可以做成标准化。但到时刀头设计将会有专利保护，由于专利保护的存在国内企业可能无法进行技术交流学习。另外，刀头的材质也是一个大问题。如果大批量生产大电池或大组件，刀头可能会长达0.6m甚至1.2m或更高，这样刀头会很重。受到自重影响，刀头会有向下弯曲的趋势，如何降低这种趋势也是一个大问题，对钢材有一定的要求，需要特种钢材

Q：国内的制钢企业能否满足刀头钢材的制钢需求？

A：应该可以。钢材本身并不是难以实现，只是用量不大，可能没有炼钢企业愿意开发这样的型号。

Q：有没有人想要利用ALD做事情？

A：目前现有产线上没有ALD。如果将铜换成ITO并使用溅射，那么功率密度会较高，从而损伤钙钛矿。所以需要一层致密的阻隔层，这需要用到ALD。但目前还处于实验室阶段。

Q：专家看好晶硅叠层还是钙钛矿叠层？

A：如果能做出来，钙钛矿与钙钛矿叠层是比较有优势的，可以达到理论最优。晶硅叠层可能是过渡路线。从效率本身来说钙钛矿会跟HJT叠层，因为HJT在低波段的吸光效率较差，而钙钛矿可以弥补。在400-600nm波段，相比TOPCon，钙钛矿叠层对HJT效率的提升更大。

Q：国内有锂电公司做涂布机吗？

A：基本没有。

Q：钙钛矿的成熟度差在哪些地方？

A：效率和稳定性。最终产品要求高效率下的长使用寿命。对于钙钛矿寿命，由于目前缺少相应的发电量数据，不好判断。

Q：目前实际的钙钛矿单结或叠层的效率水平怎么样？

A：叠层的效率肯定会超过晶硅。主要问题是成本。钙钛矿的理论极限较高，目前产业化效率与理论极限相差比较遥远。因为它的工艺比较简单，所以单瓦成本较低。大概在2019年，一些专家进行预测，钙钛矿的度电成本如果要低于晶硅，那么它的组件效率需要在18%，使用寿命在15年。

Q：钙钛矿与晶硅叠层设备的价值量多少？

A：百兆瓦接近一个亿，1GW大概6-7个亿。

Q：钙钛矿未来达到18%的效率、寿命达到15年的可能性多大？

A：可能性比较大。目前实验室阶段虽然制备工艺不一样，但材料一样。钙钛矿的稳定性还是有对应的解决方案。目前的解决方案也有，但需要进一步优化。

Q：单结钙钛矿的主要用途在于BIPV，还是集中的地面电站也可以？

A：可以参照碲化镉。碲化镉在国内更多的是BIPV，但在美国也有做集中式电站。所以我认为钙钛矿会先进行碲化镉的同位替代，在效率提升后有支撑式的帮助。

Q：碲化镉在薄膜电池和BIPV中的应用量有多少？

A：BIPV的量不大。

Q：您怎么看纤纳1月份通过德国电器工程协会的稳定性验证？

A：目前将效率和稳定性综合起来是一个比较难的问题。纤纳虽然通过了验证，但它的光电转化效率仅在11%。

Q：为什么您觉得叠层是一个过渡方案？

A：叠层如果能够达到预期效果，那么说明钙钛矿的稳定性和效率达到了理想情况。对于地面电站或者集中式光伏来说，它们最重要指标是度电成本，而单结的成本肯定比叠层低。

Q：叠层方面，TOPCon的进度明显比HJT快，它的成本比HJT更低，那么跟TOPCon叠层是否更加理想？

A：钙钛矿与HJT叠层对效率的提升更大。最终与哪个叠层会产生更大的经济收益需要从多方面进行考虑，包括本身的市场占有率、最终的度电成本等。

Q：在钙钛矿行业内，今年或明年钙钛矿的扩产计划以及设备招投标情况如何？

A：不太方便说。GW级别有一些公司有融资需求，有计划出来。但目前这样的技术还不成熟，包括最终产线的定型也不确定。目前更多还处于实验室阶段。所以直接GW级别的扩产是比较冒进的。

Q：对于GW级别的产线，它的尺寸和工艺选择是什么样的？

A：一方面产线工艺还没有确定，后面可能会更改。比如协鑫最近放出消息，将金属氧化物替换成Spiral。这是一个有机分子，属于正式结构。目前行业内基本以反式结构为主，RPD还会延续使用，但原来做氧化镍的溅射设备有可能不需要，可能会采用涂布方式，设备还是会有所更改。

Q：晶硅厂商的晶硅叠层布局怎样？

A：隆基有自己的研发部门，属于HJT下辖的研究室。其他传统光伏晶硅业务，只设立了两三个研究员，以进行持续的行业跟进，或与学校进行合作。

Q：ALD等设备在钙钛矿中的发展历程和应用前景？目前具备ALD设备供应能力的企业有哪些？

A：ALD可以分两类。

①单结钙钛矿：其中ALD用于封装，在电池做完后在上方封一层致密的氧化铝。这在高校实验室中用的较多，也基本是前几年的事，现在基本用封装胶膜。钙钛矿可以分为5层，一层钙钛矿层、两层电子传输层和两层电极。如果最终金属电极替换成ITO，ITO使用溅射工艺，那么在电子传输层和ITO之间需要插入一层致密的氧化锡，这一层用ALD做合适。

②叠层方面：晶硅和钙钛矿连接位置需要一层ITO，这一层ITO用ALD做，上方会有一层氧化锡溅射。这些大部分还停留在实验室。国内的两端钙钛矿基本不做，只有牛津光伏正在布局。对于上述的阻隔层也处于实验性质，基本沿用实验室的ALD厂商，没有用到常见的ALD设备。最终量产线上用到ALD设备的概率不大，因为它的节拍问题严重，制备时间花销较大。

Q：光刻胶涂布与钙钛矿涂布之间有什么共同之处？

A：技术基本上是一样的。还取决于光刻胶的厚度。钙钛矿的液膜厚度在3微米，光刻胶厚度则取决于最终的薄层厚度，它的波动范围较大。钙钛矿的涂膜并不难，主要难点在于后续的结晶。结晶分为两种：吹风和抽真空。对于吹风，一般使用分包，可以和涂布设备集成在一起；对于结晶，后续会有抽真空设备。

$奥联电子(SZ300585)$ $杭萧钢构(SH600477)$ $正业科技(SZ300410)$

钙钛矿技术专家交流纪要