光伏“终极者”：钙钛矿强势崛起产业链蓄势待发

钙钛矿，一个有些拗口的名字，2022年在资本市场一举成名。

日前，科技部等九部门发布《科技支撑二氧化碳排放峰值碳中和实施方案》，提出研发高效硅基光伏电池，高效稳定钙钛矿电池等技术，将钙钛矿作为一项新技术再次推向聚光灯下。

事实上，‘能源领域科技创新‘十四五’规划’中已经有‘发展钙钛矿等先进光伏技术’的表述，钙钛矿共识也是去年年底达成的钙钛矿电池公司GCL光电董事长范斌告诉《上海证券报》

与字面意思不同，钙钛矿作为光伏材料，实际上是指一大类晶体结构与钙钛矿相似的化合物由于其更高的理论效率和更低的预期成本，被视为下一代光伏路线的终极答案

10年时间，我们完成了晶体硅半个世纪的发展2013年，《科学》杂志将钙钛矿评为年度十大科学突破在当时还完全被晶体硅统治的光伏世界里，钙钛矿依然在实验室里证明了它在光电效应方面的巨大潜力

从无名小卒到明日之星，钙钛矿的转换效率也从最初的3.8%跃升到今天钙钛矿—叠层电池31.3%的最新理论数据这段成名之旅，一直伴伴随着钙钛矿技术上限的不断突破和产业化的逐步落地

与此同时，在这个降本增效导向的轨道上，越来越多的追光者陆续进入市场隆基，晶科，天河，凯辉，宁德，腾讯等众多行业龙头，创投基金和产业资本纷纷布局钙钛矿，争夺未来技术

可是，伴随着技术和资本竞争的日益成熟，钙钛矿也面临着日益紧迫的商业化问题如何打破稳定性和大尺寸的技术瓶颈行业标准由谁制定，如何制定离产业链大规模爆发还有多远谁会是第一匹「跑出来」的「赛马」一系列问题摆在这颗光伏新星面前，黎明前的赌注也考验着市场的洞察力和决心

资本市场春江水暖

春江边的水暖鸭先知相比二级市场，一级市场更早嗅到了未来技术的气息

那些得到钙钛矿的人不得不‘提高嗓门’这个说法在2022年的资本市场一点都不夸张截至8月18日，Choice钙钛矿电池指数上涨24.30%，跑赢大盘北京轻机，金晶科技，杭萧股份等概念股继续上涨8月以来，GCL集成，TBEA，瑞泰新材等十余家上市公司在互动平台上被问及是否涉足钙钛矿业务

不过，一位深耕钙钛矿行业的创投合伙人告诉记者，目前国内钙钛矿链条上的优势企业大多还未上市，如仙纳光电，GCL光电，仁硕太阳能，极限光电能源，万度太阳能，华能新能源等试点线路基本计划今明两年安装，规模为100 MW—200 MW，组件尺寸以1.2mx0.6m或相近为主。

率先在量产的道路上迈出实际步伐，仙纳光电和协信光电是两家企业日前，先纳光电宣布将首批5000片α组件送至浙江工商分布式钙钛矿电站，率先实现钙钛矿光伏应用

GCL光电创始人兼董事长范斌昨天告诉记者，公司的100MW中试线已经在运行，计划今年效率达到16%，2023年达到18%。

而专注叠层钙钛矿组件的仁硕太阳能，成为了在这条技术路线上走得最远的公司顾名思义，堆叠钙钛矿就是将两层钙钛矿堆叠在一起，从而最大化组件的效率与此同时，天合光能正在晶体硅上开发钙钛矿，而更多的厂商还在专注于单结

为什么说独一无二仁硕太阳能的一位高管向记者解释说:我们认为钙钛矿堆叠钙钛矿将是钙钛矿面板的最终解决方案，因为它的转换效率最高，叠层技术向后兼容单结可以产生单结，无需单独开发单结技术

在技术鸿沟的背后，既是创业公司竞相量产的路径选择，也是风险投资人锚定奔跑对象的深层逻辑GCL光电在过去两年中完成了五轮融资，最近一轮B轮融资于今年5月完成范斌告诉记者，投资方包括腾讯，当代安培科技有限公司，凯辉等明星机构例如，先纳光电在2015年至2021年也获得了五轮投资，投资方包括三峡资本，三峡能源，京能集团，招银国际和航开集团

此外，多家a股新能源龙头也纷纷出手钙钛矿例如，当代安培科技股份有限公司董事长曾玉群在近期的业绩说明会上表示:公司钙钛矿电池的研究进展非常顺利，正在建设中试线

应用领域开疆拓土

如果提到转换效率的上限，那就是钙钛矿在光伏领域的立足点那么应用领域更多的可能性就是钙钛矿打开市场的旁门左道

在过去很长一段时间里，晶体硅光伏电池一直是出色的成本和效率的统一体与之相伴的，是天然矿物的太阳能转换效率的限制29.43%的理论极限值成为晶体硅材料的壁垒事实上，自2017年以来，晶体硅的实验室效率一直在26.7%的水平上原地踏步，没有取得新的突破

与之形成鲜明对比的是，钙钛矿走出了最陡增长曲线2009年，日本科学家首次使用钙钛矿光伏电池发电当时它的电能转换效率只有3.8%仅在过去的13年里，今天的钙钛矿电池的实验室效率已经基本追平了晶体硅经过60多年发展所达到的结果，达到了25.7%而且钙钛矿电池理论效率单层高达33%，双层超过45%，比晶体硅有更高的提升空间

业内人士告诉记者，钙钛矿电池的发展速度比晶体硅快得多，因为它不仅仅是一种物质，而是各种化合物的混合物被这些化合物吸收的光的波长集中在光电转换效率最高的波长附近通过调整这些化合物的组合，可以不断提高电池效率相比之下，晶体硅不仅吸收波长的光电转换效率低，而且是单一物质，不可调节

采访中，仙纳光电CTO闫布义抓起一瓶类似墨水的东西向记者介绍:这是用来做钙钛矿电池的原料生产钙钛矿电池膜的过程类似于报纸印刷我们在基材表面涂上‘墨水’，最后再涂上一层防水防油材料，覆盖在基材上就完成了制作

这样的技术特点也赋予了钙钛矿电池更丰富的应用场景钙钛矿材料不仅可以印刷在玻璃表面，在玻璃基板上制备太阳能电池，还可以印刷在其他材料上，如轻软塑料或窗帘表面具有大规模弯曲能力的电池还可以将其应用场景扩展到我们的便携式电子设备，智能家电和光伏建筑一体化

宜颜自豪地说:钙钛矿还可以制成彩色和半透明的薄膜，从而达到不同的色彩效果这些都是晶体硅材料根本无法涉足的新领域

同样看好钙钛矿技术的未来，金刚玻璃总经理严春来提出，要在玻璃的应用场所，也就是说在BIPV+BAPV+BTPV等领域，重复利用玻璃的光能价值。

产业链蓄势待发。

涂层和PVD作为关键环节，成为设备制造商的必争之地传统设备制造商也做出了努力

在提高效率的同时，降低成本是关键谈到这一点，专注于钙钛矿投资的合伙人蔡中·丁盛非常兴奋他站起来在白板上写道:硅材料厂——高，硅片厂——高，电池厂——高晶硅光伏每个生产环节都是高能耗！然后，他在这些链接下面划线，在下面画了一个方框，有一个箭头进去，一个箭头出来

在具体的制备过程中，钙钛矿溶液是在实验室的瓶瓶罐罐中合成的，然后送到生产线上带正极的玻璃自动清洗后，进行第一次真空镀膜和激光划线，包覆钙钛矿，晶化，激光切割第二凹槽，实现串联，真空电镀背电极后，开始第三次激光划片，第四次激光清边，完成后安装背板，加热两者之间的胶膜，使玻璃和上述材料粘在一起

一个由钙钛矿和夹在其间的电极组成的前后玻璃组件诞生了显然，钙钛矿电池即组件模式大大简化了其生产工艺涂层和PVD技术的应用也使得钙钛矿太阳能电池的制造更加接近面板行业

涂层和PVD作为关键环节，成为设备制造商的必争之地在这一环节具有领先优势的德国—上海镀膜公司最近几天宣布，该公司研发的用于制造大面积钙钛矿太阳能电池板的核心镀膜设备系统成功验收，可直接对标世界前列的德国，日本，韩国的狭缝镀膜设备

激光设备在钙钛矿产业链中也很重要专注于激光设备研发的科技创新板公司Jept已经悄然布局这一新赛道负责公司核心光源开发的张南告诉记者:我们非常看好光伏等清洁能源赛道针对钙钛矿行业，团队前期开发了柔性钙钛矿模切设备由于产品结构和材料的不同，钙钛矿电池厂商对激光设备的要求略有不同，至少在四个环节使用了激光技术2021年，公司为江苏大正微纳科技定制的第一套柔性钙钛矿模切设备通过验收，正式投入使用

传统设备厂商也做出了努力，很多设备工艺已经进入验证阶段，或者进行试点测试线，承接小批量订单比如迈威公司专门做钙钛矿层打印和真空镀膜，相关定制的激光设备已经交付北光机械的子公司胜成光伏选择与GCL光电合作建设电池和组件生产线此外，东方日升，通威，晶科能源，中来等光伏业内人士也开始大力开展设备自研，设备改造和技术验证

工业化受阻且漫长。

钙钛矿还是要跨越从实验室到生产线到更广阔市场的鸿沟。

从产能投资来看，1GW产能的晶体硅太阳能电池需要接近10亿元的投资规模，而业内预测成熟期的钙钛矿成本仅为其一半原料方面，钙钛矿原料常见，无瓶颈，用量小，在纯度要求上，硅料的纯度需要达到99.9999%以上，而钙钛矿只需要95%就能满足使用要求，从能耗来看，单晶组件每1瓦能耗约为1.52kWh，而钙钛矿组件仅为0.12kWh

可是，即使有千好万好，钙钛矿仍然要跨越从实验室到生产线再到更广阔市场的鸿沟。

工艺和配方同等重要一位接受记者采访的钙钛矿企业高管开玩笑说，做钙钛矿就像做饭你加一样的料，用一样的锅，但每个人炒出来的味道就是不一样

并不是说拿到好的设备就能保证生产出好的电池钙钛矿溶液的配比，设备调试的细节，不仅是每个公司的秘钥，也是行业的共同课题由于技术发展时间短，技术不如晶体硅成熟，钙钛矿生产线设计也没有现成的模板，需要创业公司从0到1，摸着石头过河

如何在设备表面均匀涂覆钙钛矿层如何突破钙钛矿易氧化，耐高温，衰减率高，寿命短等技术瓶颈这个过程肯定不是一夜之间发生的对此，颜布依给出的解决办法是，一次又一次的尝试我们不断推出高性能界面改性材料，以提高商用钙钛矿模块的效率和稳定性

此外，行业标准的缺位也是钙钛矿行业发展亟待解决的问题之一晶体硅的内部体系与钙钛矿明显不同，不能简单套用晶体硅的标准来检验钙钛矿如果标准不固定，你怎么知道如何应用仁硕太阳能高管表示认为樊斌行业存在争议，目前普遍的做法是沿用晶体硅的IEC 61215标准

对于设备商，张南直言:2021年被认为是钙钛矿光伏电池产业元年，钙钛矿产业真正流行起来，可能还需要几年的培育目前更多关注的是大尺寸光电转换效率和寿命的问题需要看到更多的量产来验证