16日收盘,钙钛矿电池概念板块指数报657.7点,跌幅2.09%,成交63.81亿元,换手1.27%。板块个股中,跌幅最大的前3个股为:杰普特报44.30元,跌-4.34%。大胜达报6.79元,跌-4.77%。七彩化学报14.32元,跌-4.91%。涨幅最大的前3个股为:隆基绿能报14.98元,涨1.70%;通威股份报17.45元,涨1.16%;京东方A报3.81元,涨0.79%。
钙钛矿太阳能电池(PSCs)是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池。钙钛矿电池结构简单,例如反型平面钙钛矿电池,其结构自下往上依次为玻璃、透明电极(FTO或ITO)、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金属电极。目前,钙钛矿太阳能电池的世界最高光电转换效率记录已达到25.2%,而钙钛矿与晶硅叠层电池的效率更是达到了29.15%。这一技术的起源可追溯至2009年,当时日本科学家Tsutomu Miyasaka首次将钙钛矿材料用于染料敏化太阳能电池作为吸光材料,并获得了3.8%的光电转化效率,此后,钙钛矿电池便成为了国内外顶尖高校实验室的研究热点。
钙钛矿太阳能电池按照结构可以分为介孔型、正式平面型和反式平面型三类。介孔结构虽然能使钙钛矿层更稳定,且器件效率较高、迟滞较小,但由于需要高温烧结,不适宜与柔性衬底结合,因此不适宜投入量产。正式平面结构相比介孔结构更加简单,可低温制备,在叠层电池和柔性电池方面有应用潜力,且转换效率更高,是现阶段广泛研究的电池结构之一,但在空穴传输层的选材和性能平衡上仍存在挑战,且迟滞效应较明显。反式平面结构则工艺更简便、价格低廉,适合与传统光伏电池结合成叠层器件,且由于空穴层选材的特性,更有利于电荷的平衡抽取,抑制迟滞效应,表现出卓越的稳定性,有潜质成为电池寿命媲美商用硅晶太阳能电池的竞争对手,并且适合叠层结构延伸及工艺成本较低,因此成为现阶段的主流结构。然而,反式平面结构也面临转换效率较低、电子传输层用材昂贵等问题。2022年,美国研究人员通过添加新分子,将反式平面结构的钙钛矿太阳能电池转换效率提升至24%,有望进一步推动其发展。
钙钛矿太阳能电池制备工序相对简单,产业链较短。在上游,原材料用量少且不稀缺,关键技术壁垒主要集中在设备端。中游领域,海外机构在研发上取得领先成果,但中国钙钛矿技术的转化速度迅速,已处于领先地位。钙钛矿产业链的下游则涵盖了光伏行业和新能源汽车两大领域。光伏发电作为各类清洁能源中发展速度最快、最具潜力的清洁能源,在双碳发展目标推动下,预计2026年其装机容量将增长至999.8GW,钙钛矿电池有望成为建筑光伏一体化(BIPV)的主流产品,进一步推动光伏行业的放量增长。同时,由于钙钛矿电池具有高效率、低成本以及快速发展等优势,汽车太阳能发电车顶有望成为其大规模应用的场景之一,庞大的新能源汽车市场将为钙钛矿电池带来巨大的增量空间。