钙钛矿，能否成为下一个光伏投资风口

记者|马悦然

　　无论是近日闹得沸沸扬扬的（300585.SZ）胥明军履历事件，还是不断刷新的光电转换效率世界纪录，都离不开一个词——钙钛矿。

　　当前，光伏电池技术正处于新旧迭代的关键期，N型高效电池已迈入规模化量产阶段，第三代技术钙钛矿电池也闯入大家视野，并获得各路资本热捧，相关概念股疯涨。

　　相对于晶硅电池，钙钛矿电池理论上拥有更高的光电转换效率，单结理论效率超过30%，且具有产业链更短等优势。但业内也有观点认为，钙钛矿电池存在稳定性差等缺陷，大多企业停留在实验室或中试线阶段，产业化进程仍很初期。

　　钙钛矿电池技术的发展前景如何？会重蹈二代薄膜电池溃败覆辙，还是具有颠覆晶硅体系的可能性吗？是否会真的成为下一个光伏投资风口？

　　日前，界面新闻分别邀请了三位行业专家就钙钛矿电池相关议题进行讨论。他们分别是极电光能联合创始人、总裁于振瑞，光伏技术中心先进技术部长龙巍，研究部风光公用环保行业分析师苗雨菲。

　　以下为对话实录，刊发时有所删节。

　　如何看待钙钛矿的资本热潮？

　　极电光能联合创始人、总裁于振瑞认为，资本青睐钙钛矿，主要因技术的先进性。钙钛矿电池的效率天花板较高，成本显著低于晶硅，有望成为一种颠覆性的光伏技术。资本保持适当热度，对行业获取更多资源、协助发展非常有利。

　　“在产业化热潮激发下，学术界对钙钛矿的研究也保持高热度；设备端同样加入量产阵营，各方互动对缩短开发周期非常有益。”于振瑞表示，此过程中可能混有杂音，属于新技术发展初期的正常情况。

　　通威股份光伏技术中心先进技术部长龙巍也认为，资本关注是基于钙钛矿技术基础。钙钛矿单结效率已和晶硅相差无几，更重要的是它可以与其他材料形成叠层电池，有望成为唯一效率30%以上、低成本大规模应用的叠层电池路线。

　　龙巍表示，资本的关注利于钙钛矿技术快速成熟，但过分追逐是不利的，如果把不完善的技术产品匆忙推向市场，可能会起到反作用。

　　中金公司研究部风光公用环保行业分析师苗雨菲表示，近年来钙钛矿技术进入从0-1的阶段，吸引了更多创业者和一级资本进入赛道，产能加速落地，进而带动更多二级公司开始与初创企业在材料设备等方面进行对话、合作。

　　苗雨菲预计，今年钙钛矿行业将在量上有所增长，若相关企业融资顺利，国内钙钛矿中试线产能新增量将比去年翻一倍以上。

　　她同时指出，资本需要对行业实际的发展速度、进度，抱有更合理的预期。

　　钙钛矿和晶硅相比有何优劣处？

　　于振瑞称，钙钛矿电池和组件的第一大优势在于效率更高，很有可能超越晶硅；第二是成本优势；第三是弱光性能更好、温度系数更低，在同一应用场景下，钙钛矿单位发电量高于晶硅。这三个因素最终将推动其光伏度电成本大幅降低。

　　此外，钙钛矿电池作为一种薄膜产品，外观上有很大的调整空间，应用场景更为多样化。钙钛矿产业链也更短，生产中的碳足迹更少。

　　龙巍称，无论是单结还是叠层钙钛矿产品，目前最大的挑战在于最终是否被市场接受。

　　他表示，可靠性、稳定性决定了组件产品能否使用30年或更长生命周期。钙钛矿产品在稳定性方面还需要大量的实证数据去验证。此外，钙钛矿组件的核心标准还没有建立，学术与工业界还在为标准建立方面做努力。

　　龙巍称，目前晶硅企业对于钙钛矿企业保持很高关注度，具有一定的危机感。但无法否认钙钛矿有朝一日能成为高效率、高稳定性、高性价比材料的可能性。

　　钙钛矿会重蹈薄膜电池覆辙吗？

　　光伏电池发展技术可大致分为三代。第一代是以晶硅为主的电池；第二代以薄膜太阳能电池为主，其典型代表是铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）等太阳能电池；第三代为新型薄膜太电池钙钛矿等。

　　晶硅电池目前占据市场主流；第二代薄膜电池具有质量轻、转换效率高等优势，但成本高等因素限制了其大面积制备和商业化，目前进展不顺。曾经押注薄膜电池的汉能集团，如今已破产。

　　苗雨菲表示，确实有部分投资者把钙钛矿和二代薄膜电池做比较。但她认为，钙钛矿电池有望比薄膜电池具有更好的成长性。

　　从原理上说，钙钛矿电池的缺陷容忍度更高，量产的效率可以更高。因涂布设备等仍具有降本空间，钙钛矿产品也有机会降低其规模化生产成本。此外，钙钛矿基本不会像薄膜产品一样涉及到对稀有元素的使用。

　　苗雨菲表示，从最终的竞争力和天花板看，钙钛矿产品的综合实力将优于二代薄膜电池。

　　于振瑞认为，可以理解市场上存在对钙钛矿产品发展不及预期的担忧。随着技术开发、试制线推进，相信这种担心将逐步减弱。

　　钙钛矿制备工艺有何难点需要攻克？

　　龙巍表示，钙钛矿制备有两大难点：稳定性以及放大面积之后的效率问题。稳定性主要通过材料的配方及封装方式改进，尚未达到与晶硅产品一样的行业预期。

　　钙钛矿电池放大面积后，效率损失较为严重。实验室可以达到25.7%的效率，放大面积后或减退至10%-20%，加之后期衰减，效率会更低。

　　此外，涂布等相关工艺技术，如何从实验室复制到量产上，也是业内面临的一大难题，未来或借鉴部分晶硅和薄膜行业经验。

　　于振瑞则表示，极电光能30x30平方厘米的钙钛矿电池，第三方测试效率已经接近20%，表明公司大面积制造技术已经具备了较高的水平，正在把这一技术向试制线转移。

　　他指出，除了极电光能，业内还有两条百兆瓦级产线已经建成，都有各自的大面积制备技术。这说明钙钛矿大面积制备已取得了初步解决方案，将在这三条百兆瓦级产线上得到检验和提升。

　　目前，极电光能正在推进吉瓦级产线的建设，厂房已经在设计中，目标明年下半年投产。

　　于振瑞称，稳定性不会成为制约钙钛矿电池发展的瓶颈，学术界对此已有解决方案。产业界已有产品通过了认证，极电光能的产品认证也在进行之中。随着更多企业产品拿到相关认证，市场对于钙钛矿的稳定性认识也将上一个高度。

　　钙钛矿有哪些关键设备和辅材？

　　据界面新闻不完全统计，目前30多家A股钙钛矿电池概念股中，多数企业均是设备和材料制造商。

　　苗雨菲表示，较为领军的钙钛矿电池制造商多活跃在一级市场，二级市场多是设备和材料相关公司。

　　“钙钛矿的重要设备包括涂布、真空镀膜、激光等，材料主要是TCO玻璃、ITO靶材、丁基胶等。”苗雨菲称，最重要的是钙钛矿层制备设备，它影响电池面积放大后的效率、良率、成本等。

钙钛矿电池制备流程 图片来源：天风证券

　　苗雨菲表示，单结钙钛矿企业多用狭缝涂布设备，也有企业尝试真空镀膜，或者两者相结合的技术路线。若制备叠层电池，基底材料会发生变化，使用哪种设备暂无明显定论。

　　此外，激光划线也可能是未来影响钙钛矿组件成品效率的重要一环。

　　在辅材中，目前TCO玻璃国产化导入较快，ITO靶材也有望国产化；丁基胶作为钙钛矿较为重要的阻水封装材料，还未实现国产化。

　　目前大部分企业专注在制造或设备其中之一，和晶硅的设备和制造企业商业配合较为类似，发挥各自优势。

　　于振瑞表示，钙钛矿的前驱体材料和组件制造，在一个工厂里即可完成，前驱体的上游材料是普通大宗化工产品，国内供应很大；封装材料、导电玻璃、靶材等的供应商也非常多。

　　因此他认为，钙钛矿的上游不太有可能形成类似多晶硅龙头一样的企业。

　　于振瑞称，作为初创企业，极电光能的主要设备目前依赖外购，少数核心工艺设备自研。

　　他指出，钙钛矿设备领域也处于较为初期的阶段。无论是狭缝涂布设备还是真空镀膜设备，均是从其他行业移植到钙钛矿领域。在设备、工艺的整合及优化层面上，仍有较大提升空间，需要钙钛矿创业公司和相关设备制造商良好的互动、合作来推动发展。

　　钙钛矿降本空间何在？

　　龙巍认为，和晶硅降本的思路类似，除了初期设备降本，还要进一步降低原材料的消耗和浪费，寻找低成本材料替代。此外需要规模化采购降低成本，并提高单位产能产出。

　　苗雨菲表示，一条百兆瓦级别的钙钛矿产线，如果能实现90%以上的良率和产能利用率，最终组件生产的理论成本有望落在1.3-1.5元/瓦。

　　如果达到16%的转换效率，在25年寿命的前提下，钙钛矿组件的终端度电成本仍比晶硅组件略高。

　　如果发展到吉瓦级后，钙钛矿组件成本有望向1元/瓦左右靠拢，效率若提升到18%-20%，度电成本与晶硅的差距将缩窄至个位数百分点内；达到10吉瓦以上量级后，将可能实现更低的度电成本。

　　如何看待叠层电池的发展？

　　龙巍称，传统光伏企业拥有晶硅电池业务，倾向于用钙钛矿赋能，即大部分晶硅光伏龙头倾向研发叠层电池，即钙钛矿加晶硅技术路线。和单结钙钛矿初创企业相比，叠层技术还未达到中试线的级别。

　　去年起，通威股份开始研发叠层电池，年底在小面积钙钛矿叠层电池上实现了27%以上的第三方认证效率，今年计划进一步放大电池面积。

　　“相比于单结钙钛矿，叠层电池相对更容易被市场接受，因为是在现有的晶硅组件上做加法，成本上涨不明显。”龙巍称，但叠层电池只有在成本、良率、性价比等方面做到能与晶硅相提并论时，才会有初步的市场竞争力。

　　理论上，无论哪种晶硅电池技术，都可以与钙钛矿技术相叠，包括异质结和TOPCon等N型晶硅技术。

　　龙巍表示，目前业内对钙钛矿和异质结叠层电池研究更多。因为异质结电池双面结构对称，钝化效果更好，能够和钙钛矿更为匹配，且异质结正面ITO（氧化铟锡）导电，直接可以作为复合层。

　　TOPCon叠层钙钛矿电池技术上相对更为繁复，但也有解决的空间。龙巍认为，未来叠层电池的两种技术路线将并存。

　　于振瑞认为，长期看，叠层电池是太阳能电池的终极路线。单结电池无论是钙钛矿或是晶硅，都存在效率的限制。叠层则可以使效率实现“跨越式”增加。

　　极电光能目前的发展重点在大面积单结的技术开发上，同时在储备相关叠层技术，来适应未来的技术迭代。

　　于振瑞称，晶硅企业和钙钛矿初创公司在叠层电池上技术各有优势，存在合作空间。

　　钙钛矿量产关键时间点在何时？

　　苗雨菲表示，大规模量产的前提是产品经济性和竞争力获得提升，下游终端业主对产品稳定性、可靠性、寿命具有较好的认可度。今年有三家公司陆续启动吉瓦级产线的设备招标、进场等，预计明年上半年将陆续有吉瓦级产线的投运；明年下半年或后年将开始推进产能的爬坡。

　　“预计吉瓦级产线的运行时间点出现在2025年前后。”苗雨菲称，2023年底首批组件实现向地面示范电站发货，终端客户认可还需积累两到三年。乐观看，“十五五”阶段将看到终端对钙钛矿产品有更好的认可度。

　　于振瑞提出，希望市场再给钙钛矿产品2-3年的时间。届时将有2-3家企业能够达到吉瓦级产能，大面积钙钛矿组件效率可达20%，稳定性也将得到验证，客户对钙钛矿产品将更有信心。

　　钙钛矿市场能有多大？

　　苗雨菲认为，钙钛矿的市场规模取决于技术的极限。目前在部分柔性场景中，钙钛矿产品的可行性有望率先得到客户认可，为部分初创企业创造现金流；未来随着技术进步、稳定性提升、成本下降，钙钛矿有望向BIPV市场和传统分布式电站、地面电站市场逐步渗透。

　　龙巍表示，晶硅已经有300吉瓦以上的产能，从3-5年的短期维度看，钙钛矿的市场份额还是较小。如果钙钛矿真正走上大规模量产，未来5-10年，市场占比将有所提升。