光伏钙钛矿赌局，新玩家“跑步进场”

导语对于钙钛矿这场马拉松的竞跑者，只有持续、高强度的投入，才能维持住相对的技术优势。

钙钛矿真“上天”了。

12月14日，协鑫光电宣布369mm×555mm钙钛矿叠层组件光电转换效率达到26.34%。

而11月23日，协鑫光电刚产出“全球第一块真正意义上的钙钛矿叠层组件”——在279mm×370mm面积的同类型组件效率达到26.17%。

不到一个月，钙钛矿叠层组件面积扩大一倍，效率再破世界纪录。

这中间，12月9日，蓝箭航天朱雀二号遥三运载火箭，将携带协鑫钙钛矿的组件发射到太空，真的“上了天”。

接连取得重大进展，被市场热捧“上天”的钙钛矿，无疑向产业化又进了一步。

01前景星辰大海？

钙钛矿是一种常见的晶体结构材料，因为分子结构式ABX3与矿物质钛酸钙CaTiO3相似而得名。

从产品路线来看，钙钛矿电池可分为单结电池和叠层电池。单结钙钛矿电池指只有一个PN结的钙钛矿太阳能电池，叠层电池包括全钙钛矿叠层，或者钙钛矿与晶硅叠层。

从技术路线来看，目前钙钛矿-晶硅叠层电池最为接近产业化，其中与异质结叠层匹配度最好、效率最高。

不过，光伏界的普遍共识是，全钙钛矿叠层电池才是钙钛矿的终极方案。

全钙钛矿叠层电池是以宽带隙钙钛矿电池为顶电池、窄带隙钙钛矿电池为底电池，两层都可调节带隙，最大范围地对太阳光谱高效利用。全钙钛矿叠层电池最高理论效率可达43%以上，远超市面上其他技术路线。

这就引出钙钛矿区别于晶硅等其他技术路线的优势之一——光电转换效率上的限高。

市场份额超95%的晶硅电池，已越来越接近29.4%的理论效率天花板。而单结钙钛矿电池理论效率33%，且通过调整ABX3中个各元素的配比，与其他材料进行双节、三节叠层，得到所需要的理想带隙，进而分别达到35%和45%的理论转换效率，远远超过晶硅电池极限。

由于转换效率优势，许多光伏组件龙头都在发力钙钛矿叠层发展路线，比如隆基绿能（601012.SH）、天合光能（688599.SH）等研发钙钛矿/晶硅叠层太阳电池，晶科能源（688223.SH/JKS.N）专注布局钙钛矿/TOPCon叠层太阳能电池，宝馨科技（002514.SZ）则聚焦于钙钛矿/异质结叠层电池技术研发及产业转化。

除了拥有更高的转换效率理论极限，钙钛矿电池成长速度遥遥领先，发展前景一片星辰大海。

2009年，首块钙钛矿光伏电池横空出世，其效率仅为3.8%。到了2019年，仅用10年时间，钙钛矿电池的实验室效率就提升至25.8%。相比之下，主流晶硅电池用了近40年才完成同等级跨越。

在转换效率的提升上，钙钛矿“婴儿学步”的速度远远高于晶硅电池。

近年来钙钛矿产业化不断取得突破，刷新纪录的速度也令人咋舌。

11月3日，光伏“一哥”隆基绿能宣布钙钛矿/晶硅叠层电池经NREL认证效率达33.9%，刷新世界纪录。

20天之后，协鑫光电在279mm×370mm面积基础的钙钛矿叠层组件效率达到26.17%，号称是全球第一块真正意义上的钙钛矿叠层组件。12月14日再度取得前文提及的突破。

另一钙钛矿企业极电光能也在11月27日宣布，经权威检测其1.2m×0.6m商用尺寸钙钛矿组件全面积效率达到18.2%，对应的最大功率131.07瓦，孔径（AP）面积效率高达19.55%。

除了转换效率，钙钛矿另一大竞争力在于极具成本优势。

晶硅路线效率逼近理论极限，技术迭代能够带来的增效空间渐渐枯竭，就只剩下“降本”唯一的一条路可走。受益于近期不断走低的硅片价格，晶硅组件成本也在持续下降。

可一旦钙钛矿实现了规模化量产，这种程度的成本降幅就显得小巫见大巫。

钙钛矿的成本优势主要体现在两方面，材料成本和制造成本。

从材料成本来看，钙钛矿是人工合成材料，目前主流元素是碳、氢、氮、铅和碘，不含有任何稀缺材料且储量丰富，规模化制造不受原材料限制，因此成本极低。同时钙钛矿厚度很薄，约0.3微米，相对于180微米的晶硅电池厚度，材料用量也大幅减少。

从生产制造端来看，太阳能级硅料至少需要99.9999%纯度，晶硅电池在转换效率上一分一毫的提升，都将进一步提高对硅纯度的苛刻要求，极大地抬高了设备成本和制造成本。

相比之下，钙钛矿材料只需要95%的纯度即可。同时，钙钛矿不需要像硅一样反复以数千度的高温提纯，通常在不超过150度的低温环境中制备，两者生产能耗相差巨大。综合比较下，钙钛矿光伏电池组件单瓦能耗仅为晶硅组件的1/10。

除了高转化效率和低发电成本的这两项核心优势，钙钛矿还拥有更好的弱光性能，且外观、形态可调，这也就意味着更多的应用场景。

然而，在钙钛矿尚未迈出商业化步伐之前，以上优势在短时间内都难实现。即便如此，钙钛矿仍然成为今年光伏行业投资的“香饽饽”主题，驱使大批玩家“跑步入场”。