3 钙钛矿光伏技术的产业化进展

　　2013年以来，随着钙钛矿光伏技术的快速进步，此项技术已经成为光伏学术界的最重要热点，全世界几乎所有设置了理工学科的大学都在从事钙钛矿光伏技术的研究，国内外从事钙钛矿研究的实验室数以千计。同时，许多较为进取的产业界单位也开始对钙钛矿技术有所投入。在国内，已经启动钙钛矿技术开发的大企业有华能集团、常州天合、神华集团等，小型或者初创型企业则有惟华光能、黑金热工等。

　　根据公开的资料，惟华光能是目前国内唯一一家已经建立了大面积钙钛矿组件中试生产线的企业。惟华光能是一家高技术创业公司，创始人是国家千人计划专家范斌博士。目前惟华光能已经建立了一条45ｘ65厘米尺寸钙钛矿太阳能组件实验线，全程采用涂布、印刷工艺，实验室效率达到21.5%，组件效率达到12.7%。实验室效率与组件效率的较大差距说明，钙钛矿技术从实验室到生产线的转化路径上仍有许多需要解决的问题，但是相对惟华这样的小企业所能投入的资源来说，这已经是一个引人注目的进步了。　　

　　图4: 惟华光能的中试生产线局部

　　4 钙钛矿技术的稳定性和环保问题

　　产业界曾对钙钛矿太阳能电池的稳定性有过许多质疑。早期的钙钛矿太阳能电池使用了许多不成熟的材料，例如Spiro-OMeTAD等有机半导体材料，因此在光照下很不稳定。近年，随着新材料的应用，钙钛矿太阳能电池的稳定性已经不再是一个问题。许多实验室都报道了“双85”条件下的钙钛矿太阳能电池测试数据，从目前积累的实验数据看，量产型的钙钛矿太阳能电池在地表环境下完全可以达到与多晶硅相同的使用寿命。　　

　　图5: 钙钛矿组件试验电站。

　　另一个备受关注的问题是钙钛矿材料的环保问题。目前大部分高性能钙钛矿光伏材料都含有铅元素，而公众对铅元素的使用极为敏感。事实上，因为钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿层通常只有几百纳米厚，电池中的含铅量极低。一个汽车铅酸电池中所含的铅，足够**至少70kW钙钛矿光伏组件。中国每年报废两亿个铅酸电池，只要回收其中的千分之一，就可以用来生产14GW的钙钛矿组件。因此，生产钙钛矿太阳能电池，不但不会造成新的污染，还能作为消解铅酸电池污染的新路径，减少社会整体的铅排放。

　　另据以色列魏茨曼研究所的研究报告，同样因为钙钛矿组件的含铅量极少，即便钙钛矿太阳能电池在使用中因为极端条件发生破裂，仅会使土壤中的铅含量增加数十ppm，而城市土壤中的背景铅含量通常为100ppm以上，所以即便泄露也不会造成显著的环境危害。

　　5 总结

　　综上所述，钙钛矿技术具有巨大的潜力，可望同时实现和砷化镓一样高的性能以及比多晶硅电池还低的**成本。近年的技术进展已经明确，钙钛矿光伏技术并没有难以逾越的原理性问题，钙钛矿技术实现商业化生产不会太远了。