降本提效是光伏行业的永恒主题。
经过几十年的发展，太阳能电池的发展已历经三代，晶硅、薄膜、新型太阳能电池，钙钛矿电池是第三代太阳能电池的代表。
近来钙钛矿技术被资本市场频繁关注。钙钛矿作为新一代薄膜太阳能电池，其理论极限效率高达45%，目前实验室效率已经突破30%。钙钛矿电池相对晶硅电池具有耗材少、成本低、产业链紧凑、总投资少的优点。
随着产业链不断进步，技术成熟，钙钛矿电池有望成为光伏电池下一代主流技术，推动光伏行业提效降本、打开远期市场空间的下一代太阳能电池技术。预计未来10年钙钛矿太阳能电池渗透率从0增长至30%，空间巨大。
在多家企业的持续推进背景下，钙钛矿光伏电池产业化的前景越来越明朗。机构认为在钙钛矿规模化进程中优先关注设备的投资机会。
钙钛矿电池成本优势突出
钙钛矿电池是利用钙钛矿型材料作为吸光层的新型化合物薄膜太阳能电池，钙钛矿材料是钙钛矿太阳能电池的核心。钙钛矿并不是专指一种含钙和钛的某种化合物，而是一类具有ABX3结构的晶体材料的总称。
ABX3结构的化合物，其中A位、B位、X位均可迭代替换，可选的材质种类众多。量产中钙钛矿层材料多采用有机无机杂化化合物，且厚度非常薄（0.1-0.5um)，相比晶硅电池（130-170um）耗材更少且成本低廉。
由于钙钛矿材料带隙可调、光吸收系数较高，且对杂质不敏感，其在弱光下仍具有突出的光电转换效率，相比而言，晶硅弱光下发电效率极低，这也是钙钛矿光伏与传统硅基光伏一个显著区别。
仅经过13年发展，钙钛矿电池效率就从3.8%提升至25.7%，钙钛矿电池极限转换效率优势突出，远高于晶硅、HJT、TOPCon，且钙钛矿电池理论极限效率（ 31%）高于晶硅电池（29.4%）。
此外，钙钛矿电池可与多种类型电池叠层以进一步提升转换效率，晶硅/钙钛矿双节叠层效率可达35%，三节层电池理论极限则可跃升至45%，目如果在钙钛矿中掺杂新型材料，其转换效率最高可达50%。
总的来说，钙钛矿电池优势众多，不仅工艺流程短（45分钟），且仅在单一工厂即可完成组件，且钙钛矿电池产能投资额仅为晶硅的一半，此外钙钛矿原材料对杂质不敏感，容易获得，用量少，且能耗也较低，成本优势明显。
综合成本方面，相比于晶硅，钙钛矿也有很大优势，单瓦仅需5毛钱。单片组件成本结构中，钙钛矿占比约为5%，玻璃、靶材等占2/3，单瓦总成本约为5毛到6毛钱，是晶硅电池极限成本的50%。
钙钛矿光伏电池产业链上游主要是电池生产设备供应商，其中镀膜设备是钙钛矿光电电池生产的核心设备，中游主要是电池生产商，下游是如BIPV、光伏电站等的应用场景。
钙钛矿的制备工艺相较于硅基光伏更为简单，工艺流程也相对简单。当前钙钛矿制备设备的工艺尚处于验证阶段。从产业角度来看钙钛矿电池制备设备厂商多是订单先行或是采取与其他生产厂商合作模式。
钙钛矿光伏电池的制备中，ETL(电子传输层)、HTL(空穴传输层)与钙钛矿吸光层是制备工艺中的核心环节，其中，钙钛矿吸光层的制备是最核心的环节。
钙钛矿光伏电池下游应用场景较为广阔，目前光伏电池的应用场景如BIPV、集中式光伏电站皆是钙钛矿光伏电池的终端场景。
资本涌进钙钛矿
从去年至今，一股席卷钙钛矿的资本热潮正在一浪高过一浪。据不完全统计，从2021年到2022年钙钛矿领域投资额已近百亿。
远的不说，今年8月26日，两笔钙钛矿领域的融资同时发布，分别是光晶能源获得数千万的天使轮融资和仁烁光能获得了数亿元的Pre-A轮融资。再看他们背后的资方，更是聚齐了创新工场、中科创星、险峰长青、云启资本等一众明星机构。
更早之前，腾讯、高瓴创投、凯辉、源码资本、耀途资本、正轩投资、英诺天使基金等都有出手。
此外启迪之星创投周林（化名）告诉我：“现在市面上已经有大概二十个项目，而在2018年这个数字是不超过五个。在估值方面，今年团队一般的项目都会报到两三亿。团队不错的，天使轮都要报到五亿左右。
在二级市场，钙钛矿带来的追捧势头更加疯狂。
一位从业者谈到：“宁德时代在一次发布会上提及了自己在钙钛矿中试线的进度。紧接着，二级市场上凡是跟钙钛矿相关的概念股都迎来了暴涨，其中一家设备商，股价更是连续八到十个涨停。”
10月18日，宁德时代又公布了其在“钙钛矿太阳能电池及其制备方法、用电设备”上的专利，钙钛矿板块又被推到台前。
今年钙钛矿真的火了。周林说，她在咖啡厅等创始人的间隙，就听到有人在谈论钙钛矿，而在四年前投资相关项目时，没有想到这个技术在生活中出现的频率会这么高。
当然，这只是市场热度的冰山一角。
HJT-钙钛矿叠层发展路径愈发确定
异质结电池和钙钛矿电池做叠层更为理想，可发挥异质结电池填充因子高和开压高 的优势，topcon 电池和钙钛矿电池做叠层需改动环节相对较多，且会减少 topcon 电 池电流高的优势。一般来说，相比 topcon 电池，异质结电池与钙钛矿电池进行叠层 更为理想。
钙钛矿与异质结具有良好的叠层电池匹配度，可形成较单结 PSCs 效率更高的叠层 电池。异质结是指将 P 型半导体与 N 型半导体制作在同一块硅基片上，在交界面形 成的空间电荷区（PN 结），具有单向导电性。具有本征非晶层的硅异质结电池片中 同时存在晶体和非晶体级别的硅，非晶硅能更好地实现钝化效果，提高开路电压和 转换效率。叠层电池根据禁带宽度从小到大，可依次将不同材料按从底向顶顺序而 组成。
叠层电池上面是钙钛矿电池，底下是异质结电池，钙钛矿吸收中短波长的光， 中长波的光透过钙钛矿由异质结吸收，通过光学和叠层的设计来输出超高电压。在 转化率贡献上，异质结可以贡献 25%-26%的转化率，而钙钛矿叠层则是增加其 3%-5% 增量效益。值得注意的是，由于钙钛矿电池与硅异质结电池均为 P-N 结构，如果将 二者直接串联，接触界面会形成反 PN 结，导致电压相互抵消而不导电，需要增加过 渡层，隧穿结或过渡层也是 P-N 结构，过渡层需要同时满足可导电、透光性好、有 一定厚度几个条件，来联接两个子电池。
钙钛矿-异质结叠层电池是基于晶硅产业进行发展，相比于纯钙钛矿电池路线有望率 先实现量产。对于许多有硅技术积累的公司来说，晶硅叠加钙钛矿是一个既能利用 原有产线和技术积累、又能降本增效的路线，且不像纯钙钛矿电池一样需要完全重塑产业链，相比于纯钙钛矿电池可能更有希望率先实现量产。
何时量产？
在全球气候变化和“双碳”目标下，光伏技术发展深受世界各国广泛重视。钙钛矿太阳能电池成本低、效率高，被认为是最有希望实现低成本发电的新型光伏技术之一。
钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿型“有机—金属卤化物杂化”半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也被称为新概念太阳能电池。
2022年4月2日，国家能源局发布的《“十四五”能源领域科技创新规划》提出，推动高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术，研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备，研发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池，开展高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。
昆山协鑫光电CEO范斌曾表示，钙钛矿的度电成本有望比火电还低，跟火电拉开一毛钱到一毛五的成本差异，从而实现光伏对火电的大规模替代。业内人士预计，钙钛矿的商业化仍处于起步阶段，但不少产业资本已经跑步入局。统计来看，今年预计有2GW的钙钛矿电池产能实现量产。
文章来源： 认是，投中网，网易财经
