新华财经南京4月30日电（吴琼）世界知识产权日之际，全球知名知识产权综合信息服务提供商IPRdaily发布全球钙钛矿太阳能电池发明专利榜单，中国的企业和高校展现强劲实力，在排名前30的企业中，有16家来自中国，其中，天合光能以481件专利力压松下（347件）、牛津光伏（365件）等国际巨头有富策略，成为全球唯一跻身钙钛矿专利前三的中国企业。
钙钛矿凭借高转化率、低成本等突出优势成为光伏技术的新生力量。不过，稳定性欠佳、大面积制备困难、标准化滞后以及环保争议等问题，也给其发展带来挑战。随着技术的不断突破，钙钛矿的应用前景依然广阔，有望重塑光伏产业格局。
钙钛矿电池技术、成本优势突出
钙钛矿电池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。在效率潜力上，单结钙钛矿的理论极限约为33%，若采用晶硅-钙钛矿叠层设计有富策略，理论效率可高达43%，远超当前主流的TOPCon等技术。成本方面，钙钛矿的原材料成本占比不足5%，且设备投资相对较低，此外，其生产流程也更为简单，耗时更短。在应用场景上，钙钛矿的薄膜形态可制成柔性、半透明甚至彩色组件，适配建筑幕墙、汽车天窗、可穿戴设备等多种场景，而传统光伏技术应用则相对受限。
政府层面，国家、地方正加快政策布局，着力支持钙钛矿产业发展。2021年，国家能源局、科学技术部联合发布《“十四五”能源领域科技创新规划》，提到开展高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术示范试验。山东、广东、江苏、上海、浙江、河南等一些地方也已经出台相关政策并积极布局钙钛矿技术领域。
企业层面，隆基绿能、天合光能、协鑫光电、极电光能等纷纷聚焦晶硅-钙钛矿叠层电池展开研发攻关，稳定性、大面积制备等难题逐步攻克。制约钙钛矿从实验室进展进入大规模量产存在两大核心因素：一是稳定性不足。在湿热环境下，钙钛矿组件的寿命仅1万小时左右（约10年），远低于晶硅组件的25年标准。二是大面积制备有困难。在实验室环境下，小面积钙钛矿电池容易实现高转换效率，但一旦扩大制备面积，溶液涂布难以保证均匀性，易出现厚度不均匀、结晶质量参差不齐等问题，进而影响转换效率。此外，材料的环保争议、标准化滞后等也是目前行业发展面临的重要问题。如，当前通用光伏标准已超过500项，但钙钛矿专有标准却不到10项。
为解决这些问题，天合光能等一批龙头企业不断优化材料体系、制备工艺及生产设备。如，天合光能在控制大面积薄膜沉积和材料生长方面取得重要突破，其自主研发出210mm大面积钙钛矿／晶体硅两端叠层太阳电池，最高效率达到31.1%，创造世界纪录，实现了从实验室小面积到量产级尺寸的效率跃升；协鑫光电自研“喷涂+刮涂”工艺，实现大面积均匀薄膜制备，并且开发无铅钙钛矿材料，降低了环境风险；极电光能采用真空蒸镀+溶液法混合工艺，提升了薄膜均匀性，并开发了高稳定性封装技术，组件寿命超过2000小时。
在多领域应用前景广阔
与传统晶硅组件一样，钙钛矿组件亦有刚性和柔性的产品设计。刚性钙钛矿组件可应用于BIPV、地面电站等场景。江苏、浙江在此方面已有相关实践，如无锡宛山湖生态科技城采用半透明组件，建成全球首座钙钛矿幕墙商业大楼，平衡采光与发电需求；今年2月投运的余杭区政府屋顶光伏项目，采用钙钛矿组件，预计实现年均113万度发电，减排超千吨二氧化碳。
基于其超、薄、柔、透等特点，柔性钙钛矿组件可实现弯曲、折叠，方便携带和安装，也可集成到车载等场景中。如，宁德时代建立的钙钛矿中试线专注于车载场景，单组件功率密度达170W/m²；TCL华星光电则开发出可卷曲钙钛矿显示屏，兼具发电与显示功能；吉利汽车与纤纳光电合作的钙钛矿车顶组件，每平方米发电功率达150W，可为电动汽车增加日均50公里续航。
此外有富策略，钙钛矿的抗辐射性、弱光适应性等特殊性能使其在太空与物联网等领域展现强大潜力。（完）
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