当传统晶硅光伏逐步触碰效率天花板,钙钛矿电池正成为全球新能源产业角逐的新赛道。
作为全国首个出台省级钙钛矿专项扶持政策、新能源装机规模稳居全国首位的省份,近年来,山东以政策先手棋、产业全链条、技术硬突破、多元场景示范四大抓手,打通“材料—装备—电池组件—终端应用”完整产业闭环,建成长江以北规模最大、链条最完善的钙钛矿光伏产业集群。
全产业链协同突破 补齐北方产业化核心短板
2024年初,山东省印发《关于支持钙钛矿太阳能电池产业发展的若干措施》《推进钙钛矿太阳能电池产业发展实施方案》,出台全国首个省级专项产业扶持文件,为产业跨越式发展筑牢制度根基。
“山东率先出台政策,成为全国首个从省级层面专项布局钙钛矿产业的省份,打通了人才、技术、项目资金要素通道,共建钙钛矿太阳能电池科技示范工程。”山东省科学技术厅重大专项办公室主任韩绍华说,“实际上我们搭建了一个政府引导、企业为主体的组织模式,在效率和稳定性的爬坡关键期,在调研基础上,提出了一边技术攻关、一边中试放大,同时做应用示范。”
在政策支持下,近年来,山东已构建起覆盖核心材料、专用装备、电池制造、场景应用的全链条产业生态。在上游核心材料领域,淄博金晶科技自主攻克在线常压CVD镀膜核心工艺,建成国内唯一实现TCO玻璃规模化量产的生产线。中游电池与装备制造方面,山东能源集团中科光电落地长江以北首条平米级100兆瓦钙钛矿中试产线,首片1.2米×0.6米大面积单结钙钛矿组件投产,大面积均匀成膜、长效稳定性、产线集成三大核心技术达到国内一流水平;专用装备国产化同步提速,青岛四方思锐等本土装备企业聚焦激光刻蚀、高精度涂布、原子层沉积设备攻关,联合省内电池厂商开展装备适配验证,逐步实现钙钛矿整线设备国产替代,摆脱高端镀膜设备进口依赖,持续压缩产线建设投资门槛,为后续吉瓦级大规模量产铺平了道路。
产学研深度融合 破解产业核心技术瓶颈
大面积制备衰减快、户外长期稳定性不足、叠层工艺匹配难度大,是制约钙钛矿商业化落地的世界性难题。对此,山东搭建多层次协同创新平台,打通“原始创新—中试验证—量产迭代”全链条转化通道,以央地合作、校企联合破解产业核心瓶颈。
省级层面统筹山东能源研究院、山东大学、中国石油大学(华东)、青岛能源所等科研力量,组建钙钛矿光伏联合攻关专班,针对行业共性难题开展协同研发。山东能源研究院研究员逄淑平介绍,依托双向赋能的产学研协同研发体系,山东在大面积薄膜涂布不均、长期光照衰减两大行业难题取得重大突破,电池最高光电转换效率达21.59%,同时让组件实现高效率、长寿命稳定发电。
中央企业熠星创新大赛重点钙钛矿项目也落地青岛。依托央企资金、技术优势与青岛产业配套能力,多方共建叠层电池研发中心,攻坚晶硅—钙钛矿叠层一体化技术,叠层电池理论效率可达45%以上,突破了传统晶硅29.4%的效率天花板。
与此同时,创新平台载体持续扩容。全省布局钙钛矿光伏重点实验室、中试示范基地、公共检测平台十余处,面向全行业开放大型镀膜、光电性能检测仪器,中小企业无需自建高端实验室即可完成产品验证,大幅降低初创企业研发成本;落实科技成果转化专项行动试点政策,科研成果转化机制持续优化,多项实验室新技术半年内完成中试放大,快速转化为量产产品。
多场景示范全域落地 打造可复制商业化应用样板
产业化成熟度,最终由终端市场应用检验。
山东正依托丰富的工业园区、海上光伏、渔光互补、城市建筑资源,在全省布局多层次、多类型钙钛矿示范电站,已形成国内最丰富的钙钛矿实景应用数据库,验证产品发电性能、环境适应性,构建多元化可持续商业模式。
2025年6月,山东省首个钙钛矿多技术融合分布式示范项目在青岛城阳区投运,115千瓦峰值功率电站集成单结、叠层、彩色定制化钙钛矿组件,实测同等装机容量下日均发电量较传统晶硅组件高出11.5%,全年可提供绿电超300万千瓦时,减排二氧化碳2465吨。
山东能源中科光电则建成省内单体规模最大钙钛矿示范电站。山东能源集团钙钛矿项目实施负责人姜京福介绍,该示范电站总装机1.1兆瓦。枣庄建成全球首个商业化钙钛矿/晶硅叠层地面电站,装机500千瓦,将叠层高效技术应用于农林复合光伏项目,验证了叠层产品在山地、农田场景的经济性。
山东还同步探索了钙钛矿海上光伏适配方案,针对近海高盐雾、高湿度环境优化封装工艺,开展小型海上示范试点;工业园区全面推广钙钛矿屋顶电站,省内多家化工、制造企业完成厂房钙钛矿光伏改造,依托轻薄柔性特性适配异形屋面,提升单位厂房发电收益。
面向“十五五”,山东已明确两步走产业发展目标——到2025年底,全省具备多条百兆瓦级钙钛矿组件批量制造能力;到2027年,建成多条吉瓦级量产产线,完整成熟全产业链规模突破500亿元,成为全国钙钛矿光伏研发、制造、应用核心高地。
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