ERC20换TRC20（www.u2u.it）:钙钛矿被追捧，究竟是光伏下一轮技术革命的“炮火”or“炮灰”？

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近日，钙钛矿技术的进展，相比于其他电池技术而言备注关注，因为市场预期今年可以实现GW级别量产，即市场关注钙钛矿中试产线的进展情况，但实际从中试线到量产商业化还有一大段距离要走，比如钙钛矿的稳定性问题，寿命问题等核心痛点是否解决，是制约未来商业化量产的关键因素。

整体而言，钙钛矿行业的研究和开发进展是值得肯定的，未来钙钛矿在叠层以及多层等应用将给光伏效率带来极大的提升。但小编认为现在即使实现了阶段性的突破，但是钙钛矿想实现大规模量产以及应用还为时过早。

那么，被追捧的钙钛矿，究竟是光伏下一轮技术革命的“炮火”or“炮灰”？

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钙钛矿电池工作原理

钙钛矿作为一种半导体材料，会产生光生伏特效应，即半导体在光照下会产生电动势。其光电转化过程主要包 括以下几个过程：

1）钙钛矿光电吸收层（Perovskite）具备高光吸收系数，吸收太阳光后容易产生电子-空穴对，并在室温下 被热化后会形成激子，然后发生电荷分离，光生电子跃迁到吸光层的LUMO能级上，光生空穴跃迁到吸光层的 HOMO能级上。

2）分离的自由电荷具有长的载流子寿命和扩散距离使得它们能够在复合前被有效的提取和传输，其中电子传 输层（ETL）提取并传输电子且能够快速地阻挡空穴 ，同时对应的空穴传输层（HTL）提取并传输空穴且也 能够快速地阻挡电子。

3）被提取地载流子经过传输层传输进一步被相应的阳极导电玻璃（photoanode）和阴极金属电极（ counter electrode）所收集并经过负载外电路形成回路。

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实力玩家抢占下一代电池技术制高点

近日，由华能清能院原创开发的高效钙钛矿太阳能电池技术核心专利《一种薄膜太阳能电池》、《一种柔性太阳能电池及其制备方法》、《一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置》获得德国专利授权;《一种钙钛矿太阳能电池的制备方法》、《一种减缓离子迁移的钙钛矿太阳能电池及其制备方法》、《一种钙钛矿薄膜的制备方法》获得中国发明专利授权。

华能清能院目前已获得多项钙钛矿及硅基电池技术国内及国际专利。其中，在钙钛矿光伏技术方向申请专利超过200项，获得发明专利授权30余项、实用新型专利授权40余项，国际专利授权3项。近期，团队研发的3500平方厘米大面积钙钛矿组件取得18%以上的转换效率，是国内外同级别组件的最高值!

华能清能院光伏研发团队具备从实验室级别小面积电池到组件级别电池的全流程工艺开发能力，研发内容涵盖钙钛矿活性层及电子/空穴传输层材料设计研制、高性能电池工艺优化及高端装备开发、高效率低成本大面积钙钛矿电池制造和封装、叠层电池及组件设计和制备等，并完成百千瓦级大面积钙钛矿电池生产实验线和国内首批钙钛矿光伏示范系统建设。

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钙钛矿在讲什么故事？

光伏电池技术目前路线众多，TOPcon，HJT，XBC，钙钛矿等技术百花齐放，究竟谁会是最后的主流路线不得而知，因为产业还处于试错阶段。但今天见智研究想重点聊聊钙钛矿。

简单说，钙钛矿电池是一种类似于钙钛矿（CaTiO3）晶体结构类似的“ABX3”化合物，而与字面意思并没有什么关联，并不是钙，也不是什么矿。钙钛矿之所以备受产业期待主要是因为效率，性能等方面相比于其他技术极具吸引力，一旦可以实现大规模量产，将引起光伏行业巨震。

首先说下钙钛矿到底有哪些地方吸引人？

第一，效率远高于晶硅电池。钙钛矿电池材料性能优异，所以他不仅可以做成单结，也可以做成叠层电池（比如和HJT叠层等），三层电池等等。晶硅电池的理论极限效率是29.4%，而单结的钙钛矿就可以达到33.7%，叠层模式下的钙钛矿理论转换效率可达50%左右，而HJT目前最高转换效率也就27%左右，可以说完全不在一个数量级上，完爆晶硅电池。即使从目前实验室的转换效率看钙钛矿-叠层实验室效率也可以达到32.5%，仍远超晶硅电池。所以说因为钙钛矿电池效率的想象空间更大，使得钙钛矿电池技术极具吸引力。

第二，生产成本非常低。因为钙钛矿的生产流程相对于晶硅而言非常简单，产业链显著缩短，从原料到组件只需要45分钟左右；而对于晶硅电池而言，硅料、硅片、电池、组件需要不同工厂加工，一套流程下来也要3天左右。此外，钙钛矿材料价格比晶硅更低，因为钙钛矿基础材料都是基础化工元素，而晶硅电池需要用到些稀有金属。生产过程方面，钙钛矿因为怕高温，而晶硅的生产前端工艺都是需要高温操作，所以能耗也要比晶硅电池更低。此外，钙钛矿电池厂即钙钛矿的组件厂，而组件的成本中又以玻璃、封装材料和电极材料为主要构成，所以单GW生产成本是晶硅电池的一半。

那么既然优点那么多，效率高，成本又低，为什么钙钛矿没能大规模量产呢？因为钙钛矿电池属于离子晶体材料，所以稳定性比晶硅更差；且随着钙钛矿电池面积做的更大，组件效率损失会较严重。虽然近期德国亥姆霍兹（HZB）研究中心的Antonio Abate领导的团队称，在钙钛矿电池稳定性研究中取得了“里程碑式进展”，以及产业链中不断传来好消息比如纤纳α组件已顺利通过IEC61215、IEC61730稳定性全体系认证。这些产业进展表明钙钛矿在其缺点攻克方面一直在持续进步，虽然这并不意味着业内最担忧的钙钛矿量产的稳定性问题得到解决。

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理想和现实差距有多大？

为什么在光伏众多技术路线中，钙钛矿近期却备受关注？最重要的原因是因为钙钛矿在今年有望实现0-1的突破性进展，从MW进入GW时代，所以市场重燃对钙钛矿的希望。

很多做钙钛矿的厂商并没有上市，基本做钙钛矿的企业的产能都在100-200MW之间，比如协鑫光电100MW、纤纳光电100MW、极电光电150MW等等，2022年产能约880MW，2023年预计在1.36GW。但是因为对钙钛矿前景的看好，众多龙头企业的扩产规划都在如火如荼进行，预计到2026年规划产能实现约40GW。当然，值得注意的是，规划不等于现实也不等于落地，至于理想到现实的偏差有多大，现在大谈未来有多少产能并不现实。

且对于光伏行业而言，只谈效率不讲成本都是空谈罢了，毕竟像目前HJT一直迟迟未能大规模量产的原因还是成本比PERC更高，可见无论效率说的再天花乱坠，量产的成本降不下来，也都只是空中楼阁而已。目前的龙头比如协鑫光电、纤纳光电等龙头的钙钛矿产能还是MW级别的，规模上不去何谈降本以及经济效益，所以虽然说现在因已经实现了0-1的突破而狂欢，但冷静下来心理还要清楚的是从1-10的距离还很远。

钙钛矿即使较去年形成了一定的突破，但是对于其大规模量产而言，还是个远期问题，就像我们上文提到过的稳定性问题，寿命短可以说是钙钛矿相比于晶硅电池而言的致命缺陷，一般晶硅电池的使用寿命是25年，但是目前钙钛矿电池使用寿命最长就在几千小时，如果说钙钛矿在未来可以解决这些核心问题，那可以说是彻底颠覆般的光伏革命，但目前虽然有所进步，但是说颠覆，还为时过早。

未来，钙钛矿究竟是光伏下一轮技术革命的“炮火”or“炮灰”？欢迎留言评论！

来源：华尔街见闻，东吴光伏圈，东吴证券

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