，又称钙钛矿电池。

图4：光伏电池未来可能的发展路径

（一）钙钛矿技术理论基础

1、制绒单晶多晶

传统晶硅电池的第一步工艺是制绒。由于硅片在切割过程中表面会产生大量的油污、金属污染、机械损伤，因此要对硅片进行酸洗（多晶）或者碱洗（单晶），这就是2013-2017年的单晶多晶之争。

经过清洗制绒后硅片，表面的垂直反射率可从50%降低至15%以下，剩余85%的光进行横向反射和折射，从而让光电效率大大提高。

2、扩散PN质结

传统晶硅电池的第二步工艺是扩散。在高温作用下对硅片表面进行扩散沉积，主要作用是形成PN结。根据掺杂元素的不同分为磷扩散和硼扩散，其中P型硅片采用磷扩散，N型硅片采用硼扩散。

由于硼原子在硅中的固溶度较低，因此其扩散难度比磷扩散更高，作业温度需要达到950-1050℃，成膜时间达到240min。因此采用硼扩散的N型电池所需成本更高，制备难度更大，TOPCon和HJT均属于N型电池，也就引出了2018-2021年的P型和N型之争。

3、在PN质结上的改善

对晶硅电池的PN结修饰是影响电池效率的核心因素，TOPCon和HJT均是在PN质结基底上下两面再铺设刻蚀不同的膜层，起到不同程度提升发电效率的作用。

而钙钛矿电池则是科学家参考了光电领域OLED的技术，绕开传统对PN扩散质结上下加工，以N-I-P三层接合，加入了I层吸光层，结构如下图：

图5：钙钛矿十分类似OLED，在N-P硅基电池中掺入了I层

技术上将这一特殊的I质结称为钙钛矿化合物层，具体指ABX3型化合物，由三种物质构成：A位一般由有机无机物质杂化，包括甲氨Ch3Nh3或者甲醚有机的分子，或无机的铯；B位一般选择硒或者铅；X位一般都是卤素。A、B、X三物质通过化学配位键进行连接，形成ABX3结构式。

（二）ABX化合物可调整优势

晶硅电池材料是硅，则光学物理特性上的带隙宽度是固定的。钙钛矿的ABX3结构是人造的，这使得其A、B、X三种化合物可以自由调整比例，从而让钙钛矿层的带隙宽度可调，可实现更宽的光吸收物理特性。

图6：通过化合物试错获得更好能能量吸取

自2009年提出钙钛矿技术至今，通过实验室不断试错，钙钛矿单结电池的实验室效率已从3.8%提升到25.8%，13年间平均每年提升1.69%，十分夸张。

（三）叠层技术大发展

传统晶硅组件一般都会保留约2到3毫米的电池片间距。叠层（叠瓦）是指将传统电池片切为五分之一大小后，使用导电胶来直接衔接两片电池，将其叠加黏贴在一起，再将电池串连起来，从而实现无电池片间距，扩大