行业共识认为,推进叠层电池产业化既需面向长期,坚持科学评估技术成熟度、产业适配度与系统可靠性,进一步夯实技术基础。

当前,在光伏产业加速迈向高质量发展的大背景下,下一代高效电池技术的攻关和验证正成为行业关注的重要方向。其中,钙钛矿与晶硅叠层技术因具备超30%的理论效率潜力,被广泛视为未来具有产业化前景的创新方向。2025年,我国多家企业在叠层电池装备调试、小试线贯通、首片组件下线等方面持续取得阶段性进展,标志着这一技术正从实验室走向产业化验证的关键时期。
专家提醒,钙钛矿材料本身的稳定性、热斑条件下的耐受能力、结构设计的可靠性以及产业化成本,仍是决定其能否真正实现规模化量产的核心因素。晶硅及各主流技术路线仍然保持竞争优势,在较长时间内仍将占据主导地位。行业共识认为,推进叠层电池产业化既需面向长期,坚持科学评估技术成熟度、产业适配度与系统可靠性,进一步夯实技术基础。
稳定性成核心难点
“钙钛矿技术实现规模化量产的核心挑战仍在于稳定性。”澳大利亚新南威尔士大学教授马丁·格林在接受《中国能源报》记者采访时表示。尽管近年来钙钛矿电池效率持续提升,叠层技术工艺可行性不断得到验证,但材料本征的长期稳定性仍不足以支撑商业化应用。他指出,相较于成熟的晶硅体系,钙钛矿在长期运行条件下仍存在衰减快、环境敏感性强等问题,这也直接影响到其在叠层应用中的综合性能。
马丁·格林认为,目前行业在提升钙钛矿层转换效率、推进工艺优化等方面已有显著进展。但稳定性本身具有复杂性,不可能依靠单一突破快速解决。他预计未来5年内相关研究有望取得实质性进展,但何时能完全满足产业化要求仍具有不确定性。“只有在这一关键瓶颈被真正攻克后,叠层电池的产业化时间表才能变得清晰。”他说。
上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠强调:“钙钛矿材料最终必须达到接近晶硅的稳定水平,但要实现这一目标,产业需要付出极高的成本。”他指出,单结钙钛矿技术难以与晶硅直接竞争,而叠层路线是其唯一具备产业化前景的方向,但同样必须面对热斑效应等系统性挑战。他以现有晶硅电池在热斑情况下可达150摄氏度为例,而钙钛矿薄膜耐受温度普遍低于此范围,这意味着稳定性问题即便在常温环境中得到解决,叠层方案仍需重点强化热管理能力。
在结构创新方面,沈文忠特别提到三端叠层结构正在受到行业关注。相比常见的两端或四端结构,三端结构通过内部并联与串联的集成设计,可在一定程度上分流热斑引发的局部电流,降低系统温度,从而提高组件可靠性。尽管这一方向在国内研究起步不久,但因其在解决热斑问题上的潜力,正在加速受到企业和科研机构重视。
综合来看,叠层技术的长期方向明确,但产业化需要稳扎稳打。沈文忠表示,当前晶硅电池效率约为25%—26%,按照每年约0.5个百分点的提升速度,迈向27.5%—28%,仍需6—8年的时间。在此阶段内,叠层电池将以研发和小规模验证为主,短期内无法直接撼动主流晶硅技术地位。
产业化验证提速
在主流晶硅技术稳步演进的同时,行业对于下一代高效电池的研发与验证正不断加快,叠层技术的产业化路径逐渐清晰。

今年以来,多家企业在叠层电池工艺打通、小规模出片等方面取得实质性进展。9月,通威全球创新研发中心宣布,行业首条全自动兆瓦级钙钛矿—晶硅叠层电池试验线实现全线贯通,并下线首片标准版型叠层组件,从实验室走向量产验证。11月,捷泰科技滁州基地首片产业化TOPCon+钙钛矿叠层电池下线,具备了较稳定的产业化面积出片和小批量出货能力。
在产业链层面,集邦咨询亦指出,当前叠层技术虽处于市场份额较低的阶段,但随着企业对核心设备、界面材料、封装工艺等环节的深入攻关,试验线与中试线的稳定性与良率正持续改善,产业化进程呈现循序推进状态。与此同时,国内相关企业在钙钛矿涂布、界面工程、光学耦合、封装可靠性等关键点上不断取得进展,部分工艺已具备初步的工程化可复制能力。
不过,业内也强调应理性看待当前试验线进展。叠层产业化不仅取决于电池效率本身,还需综合考量模块封装可靠性、长期户外实证表现、热点管理能力、度电成本等因素。叠层技术若要实现大规模出货,还需在全产业链范围内完成生产体系的成熟化验证,并对量产成本进行充分论证。
需立足长期主义
业内普遍认为,尽管钙钛矿及其叠层路线受到资本与行业的高度关注,但当前应保持科学、客观、稳健的判断,避免因短期热点而忽略技术发展规律。
沈文忠指出,在已知材料体系中,钙钛矿仍是提升晶硅电池效率极限的最有潜力路径之一,但其产业化时间表将在很大程度上取决于稳定性、热管理、封装可靠性等关键瓶颈的实质性突破。目前晶硅电池效率仍具备提升空间,叠层技术至少在未来六至八年内主要处于研发和前期探索阶段,规模化出货预计将维持在百兆瓦级水平,短期内难以对晶硅主流技术构成实质性竞争。
从市场视角来看,多家研究机构认为,下一代技术路线的竞争正从效率比拼逐步转向体系竞争,包括材料体系、设备工艺、封装耐久性、成本下降路径等多维度因素。叠层技术尽管效率优势显著,但需要在量产良率、运行稳定性以及系统端度电成本方面实现与主流技术的均衡。若相关环节进展不及预期,产业化节奏可能将进一步延后。
此外,从全球技术演进环境看,新型材料体系也可能成为未来的潜在竞争者。马丁·格林指出,随着人工智能、大数据等研发工具应用加速材料发现进程,未来出现稳定性更高、性能更优的新材料并非没有可能。这也意味着,钙钛矿叠层虽是当前最具前景的方向之一,但行业仍需要保持开放视角,持续追踪全球技术趋势。沈文忠强调,技术路线的竞争最终将回到性能、成本与可靠性的综合权衡。
