光伏功率转换效率提高1%，度电成本下降5%，国内外提高光伏发电效率最新成果

早在2022年8月，极电光能宣布与无锡锡山经济技术开发区达成协议布局全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线。预计将在2024年下半年建成投产。

此后在2023年12月27日，总投资50亿元的协鑫光电钙钛矿GW级项目在昆山高新区奠基，该项目将建设全球首条大规格（1.2米×2.4米）2GW钙钛矿生产线，此次奠基的协鑫光电2GW项目计划分两期建设，预计2024年下半年建成投产，2027年产值有望突破百亿元。

今年1月11日，“光伏新势力”仁烁光能在江苏常熟举行150MW钙钛矿光伏组件项目竣工暨出片仪式，预计该产线将在2024年年中实现1.2米*0.6米钙钛矿组件量产，量产组件的转换功率转换效率将达20%。

更值得注意的是，全球首个商业化运行的兆瓦级钙钛矿地面光伏项目纤纳光电的1兆瓦钙钛矿地面光伏电站已于2023年11月29日成功并网。这是内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗库布其沙漠腹地的蒙西基地库布其200万千瓦光伏治沙项目的配套建设，采用了1.12万片纤纳光电自主研发和制造的钙钛矿α组件。

近日从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院固体所科研人员近日在钙钛矿太阳能电池领域研究取得新进展，开发了一种无有机电子传输层的新型高效钙钛矿太阳能电池，其利用金属钛作为电子传输层制备的钙钛矿电池的光电转换效率达到18.1%，这是目前金属材料与钙钛矿层直接接触器件所达到的最高效率。

评价光伏发电的重要指标光电转化效率

光电转化效率,即入射单色光子-电子转化效率(monochromatic incident photon-to-electronconversion efficiency，用缩写IPCE表示)，定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比.其数学表达式见公式：IPCE= 1240 Isc / (l Pin)其中Isc、l和Pin所使用的单位分别为μA cm-2 、nm和W m-2。

在大气质量为AMl.5的条件下测试,

硅太阳能电池的理论光电转换效率的上限值为33%左右:

商品硅太阳能电池的光/电转换效率一般为12%～15%

高效硅太阳能电池的光/电转换效率一般为18%～20%

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●光伏组件转换效率的计算方法

在照射强度1000M／cm2：太阳能工作温度25℃±2℃的情况下，MAX输出功率除以日照强度乘以太阳能电池板吸收光面积乘以100％。

太阳能电池效率＝（开路电压x短路电流 X 填充因子）／电池面积 X 光照幅度x100％

实际上，光伏组件的转换效率受到光伏组件的材质类型、光照时间、光照强度、安装角度、表面清洁程度、电池衰减程度等等诸多因素的影响。

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●TOPCon电池、异质结（HJT/HIT）、钙钛矿电池

TOPCon电池、异质结（HJT/HIT）电池均属于传统晶硅电池，为第二代光伏电池技术，钙钛矿电池则是第三代非硅薄膜电池的代表。

而钙钛矿/晶硅叠层电池是这两条技术路线的结合体，为钙钛矿太阳电池和传统晶硅太阳电池叠加形成的双结太阳电池，简单来说，是指将钙钛矿电池串联在晶硅电池表面。

目前纯钙钛矿电池尚未完全攻克效率衰减过快的问题，钙钛矿/晶硅叠层电池有望成为最佳的产业化落地技术。

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● 科技部等九部门发文推动高效光伏电池新技术研发

2022年8月18日，科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》。其中提出，研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术，研发碳纤维风机叶片、超大型海上风电机组整机设计制造与安装试验技术、抗台风型海上漂浮式风电机组、漂浮式光伏系统。研发高可靠性、低成本太阳能热发电与热电联产技术，突破高温吸热传热储热关键材料与装备。

目前来看，N型电池将成为下一代主流技术。P型电池主要包括BSF和PERC，原材料为掺杂硼元素的P型硅片；N型电池主要包括PERT、TOPCon、HJT、IBC等，原材料为掺杂磷元素的N型硅片。相对P型电池，N型电池的少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小，能够达到更高效率 。预计在未来10年，PERC电池市占率将逐渐下降，N型电池将占领市场主导地位，尤其是HJT（异质结）电池和TOPCon电池。

相较于HJT，TOPCon电池目前的主要优势在于产线兼容性好和理论极限效率高。TOPCon是在PERC工序的基础上，增加了隧穿氧化层和多晶硅层制备环节，只需对原有扩散炉和PECVD进行改造，或者购置LPCVD，即可完成产线升级。

TOPCon电池拥有更高的投资性价比，受到传统电池片厂商青睐，而HJT的发展潜力更大，二者并不是非此即彼的关系，效率提升速度和降本速度决定了谁将率先占据PERC后产能扩张高点。近两年TOPCon的降本提效速度快于HJT，技术上更加成熟。

钙钛矿作为一种薄膜电池技术路线，低成本、高效率等优势突出，有望成为下一代光伏技术路线。钙钛矿生产涉及PVD、涂布、激光、封装等设备，以及TCO玻璃、电极等材料，而产业化瓶颈在于解决结晶工艺和批量供应的工程问题。钙钛矿组件投资成本较晶硅低，100MW组件成本低于1元/W，未来扩大至GW级产线后，成本可降至0.1美元/W，性价比驱动商业化加速。目前钙钛矿电池尚处于起步阶段，众多企业持续关注和布局。

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