“钙钛矿技术的发展大局目前已经很明确很清晰了，看不到这一点的人可能会因此延误进入时机。”对于钙钛矿光伏电池技术的商业化量产，一位回国创业于钙钛矿领域的博士信心实足。
据这位不愿意透露姓名的博士介绍，除了他所在的公司，目前全球范围内多家公司都不约而同提速了商业化量产的步伐，其中据说也包括那家中国西部的单晶硅龙头企业在内。“从他们近期暗中的招聘情况来看，应该是已经开始在为商业化试生产做准备了。”
在研发方面，“几乎所有的理工科院校都在开展钙钛矿技术的研究，已经为行业积累了大量的人才。”
他认为，作为中国光伏行业第⼀次从研发阶段就参与了的光伏发电技术，钙钛矿电池的产业化时机已经逐渐成熟，其商业化发展速度很可能会超过许多人的想象。
原材料决定技术的前景
在他看来，一项技术是否有前途，可以从技术经济性和原材料的易获得性两个方面来进行判断。
“一项新技术的推广，首先要有一个成熟产业的技术作为支撑，正如晶硅电池的产业化有半导体产业技术为基础一样，钙钛矿电池的制造产完全可以采用液晶面板行业的设备和技术，而且对技术和工艺的要求同样也要更低一些。”
也就是说，与晶硅电池使用“降维”了的半导体设备和工艺一样，钙钛矿电池也只需要“降维”的液晶面板生产设备和工艺即可。
其次，原材料不能稀缺。
“钙钛矿是一种化合物电池，其原材料来源于基础化工材料，有多达几万种原材料可供选择，怎么可能会出现短缺问题?”
而相比晶硅电池对硅料的需求，钙钛矿电池对于原材料的需求也要少得多。一块72片电池的晶硅组件对硅的消耗量约为1公斤，而同等面积的钙钛矿电池组件只需要钙钛矿材料2克左右。
稀缺问题之外，在这位博士看来，材料的可突破性对于技术的发展前景可能更为重要。他认为，只有依托于那些具有可设计性和可迭代性材料的技术，未来才有更大的发展空间。
“人类使用材料是从简单到复杂，再到能够设计材料，这是一个终极的路径。”他说，近年来钙钛矿电池的光电转换效率之所以上升这么快，一个最根本的原因，就是因为钙钛矿是一类材料，而不是一种材料。
“而晶硅电池和其他薄膜电池基本上都是一种或几种材料，还很难找到替代。”
“最佳光伏电池材料”
他认为，钙钛矿的晶体结构，决定了其“甚至可以说是目前为止已发现的最佳光伏电池材料。”
他介绍说，钙钛矿的激发肽是三线肽，基肽是单线肽，其载流子在激发之后掉不回来，因为载流子在三线肽和单线肽之间跃迁很困难。而晶硅的激发肽和基肽都是单线肽，载流子激发出去之后很容易掉回来，这导致晶硅对于杂质非常敏感，也正是为什么晶硅电池所用硅料纯度要到六个9以上的原因。
“而钙钛矿对杂质并不敏感，纯度只需要做到90%就足够了，甚至为了增加材料之间的强度，还可以在涂布时主动添加粘合剂、增强剂一类的‘杂质’。”他认为，这无异于是打开了一个巨大的空间。
在转换效率提升方面，钙钛矿也更具空间。
“目前多晶电池的实验室效率是22.3%，perc电池已经做到了20.3%，只有两个点左右的差距了。而钙钛矿电池的实验室效率是中国科学院创造的23.7%，我们的组件效率目前应该是全球最高的，是15.3%，还有8个点的差距，提升空间很大。”
钙钛矿电池转换效率的提升速度，更是令人感到恐怖。从2012年有科研团队发布第一个钙钛矿电池效率以来，短短六七年就增长到了20%以上。而晶硅技术达到这一效率，则花了几十年的时间。
“即使是现在的实验室效率，也已经超过多晶硅、碲化镉和铜铟镓硒，只仅次于单晶了。如果照这个趋势继续下去，过两三年肯定会超过单晶。”
在更重要的成本方面，按照这位博士的测算，如果量产的钙钛矿组件效率达到18%，其制造成本将只有单晶的一半甚至更低，而由于无光衰等优势，其单瓦实际发电量很可能会多出20%左右，竞争优势十分明显。
商业化的最大障碍
不少人认为，稳定性是钙钛矿技术商业化量产将要面临的最大问题。
“如果你一直关注钙钛矿技术的发展，就会知道，从2019年开始，稳定性就已经不是问题了。”
据他介绍，近两年学术界提出了很多钙钛矿材料的新配方，在实验室条件下，多数配方都能实现连续工作1000小时而衰减低于1%，差一点的也能达到连续工作1000小时衰减低于5%。
“这已经达到了晶硅电池的技术指标”。他说。
就稳定性的其他方面来看，他认为，那其实是晶硅组件和钙钛矿组件的共性问题。“比如封装，技术是通用的，只要晶硅能做好，钙钛矿一样能做好，钙钛矿并不比晶硅更怕水。”
在热稳定性方面，按照国际通行的“双85”检测标准，他们的钙钛矿组件经过连续1000小时的测试，衰减明显低于5%，符合现行国际标准。
在这位博士看来，其实最值得关注的指标是电池的光稳定性问题，因为这直接影响光伏发电项目的长期收益。
“早期的钙钛矿电池配方的光衰确实很严重，电池不封装的话一两个月就完蛋了。这个问题后来在材料上得到解决，从2016年开始我们就随时能做到连续工作1000小时而衰减在1%以内，下一步则是在组件上验证这个结果。”他说，他们正在通过权威第三方机构对上述结果进行验证。
当然，钙钛矿电池的产业化毕竟是一项从头开始研发的工作，不可能完全不存在问题，他并不讳言这一点。
“钙钛矿商业化量产最主要的技术难点，其实是在结晶环节，这类似于拉单晶的长晶过程，但不需要拉单晶那么高的温度。这是一个需要控制晶体按照需要的状态生长的过程，不但要求晶体生长致密、整齐，还要求尺寸大小一致和合适，且相互间没有孔隙。”
在实验室数寸见方的面积上做到这一点并不难，但要在量产时一两平米的面积上如此均匀涂布，则不那么容易。他说，这一步跨越是最难的，加上市场上没有现成的设备和工艺，完全要靠自己一点一点研发和摸索。
“这是整个技术的难点，也是商业化量产的最大挑战。”
不过，“目前组件效率做到了15%以上，已经打开了整个技术的发展空间，稳定性也经过了验证，有了这两点，其实技术发展的大势已经很明确，即使我们做不到，也肯定有其他人能做到。”