综述：效率超过20%的钙钛矿太阳能组件：从实验室到工业界

本综述系统梳理了钙钛矿太阳能组件（PSMs）从实验室走向产业化的技术路径，重点探讨了效率突破20%的关键进展。文章对比了实验室旋涂法（spin-coating）与工业级狭缝涂布（slot-die coating）在n-i-p/p-i-n结构中的差异，分析了钙钛矿/钙钛矿及钙钛矿/硅（CIGS/GaAs）叠层器件的商业化潜力，并指出大面积组件（>100 cm2）效率提升面临的挑战，为光伏领域产学研转化提供重要参考。

　　

可规模化制备技术

钙钛矿太阳能组件（PSMs）的制备核心在于n-i-p和p-i-n两种结构设计。n-i-p结构需在透明导电氧化物（TCO）基底上依次沉积电子传输层（ETL）、钙钛矿光吸收层、空穴传输层（HTL）和金属电极，而p-i-n结构则采用反向堆叠顺序。实验室中旋涂法可实现27.3%的纪录效率，但工业界更倾向采用狭缝涂布技术——后者虽效率略低，却更适合大面积（如0.72 m²）连续生产。

单结PSMs技术突破

单结器件通过优化ETL/HTL材料组合与界面工程，目前最小模块（<200 cm²）效率已突破25%。值得注意的是，p-i-n结构因低温加工特性更受产业青睐，而n-i-p结构在实验室中仍保持效率优势。标准模块（6,500–14,000 cm²）的效率瓶颈主要源于涂布均匀性与缺陷控制难题。

钙钛矿叠层电池的跨越

为突破肖克利-奎伊瑟（S-Q）极限，宽禁带（WBG）钙钛矿顶电池与硅/CIGS底电池的组合成为研究热点。钙钛矿/硅叠层组件已实现30%以上的理论效率，但大面积化时面临子电池电流匹配和互连损耗的挑战。产业界正尝试通过气相沉积解决溶液法带来的组分不均问题。

结论与展望

从10 cm²实验室器件到千兆瓦级产线，PSMs的商业化进程需攻克效率-稳定性-成本"三重壁垒"。未来研发应聚焦于：1）开发适用于狭缝涂布的缺陷钝化策略；2）建立统一的老化测试标准；3）探索钙钛矿-有机杂化叠层新体系。全球数百家企业的布局预示着该技术即将迎来产业化爆发期。