钙钛矿，光伏的救世主or大骗局？

2024年，国内光伏装机量迎来新增长，然而光伏主要制造环节却迎来大亏损，纵观当前行业内卷现状，其严峻形势已从二三线厂商全面传导至头部阵营。 根据2025第一季度各企业财报显示，多家头部企业均出现了严重亏损，与此同时，全球光伏融资额同比下降40%，光伏股市值蒸发超3000亿元。 在这场以晶硅技术为主导的残酷竞争中，产业链价格战与需求疲软不断冲击着市场。企业们不断加产能、压价格、弱盈利，却也只能在“千军万马过独木桥”的现实中稍作喘息。 一边是光伏持续寒冬下，行业被迫站在技术转向的路口， 另一边，钙钛矿技术却愈加频繁地出现在大众视野里： 2月无锡极电光能建设的全球首条GW级钙钛矿光伏组件生产线投产运行； 4月内蒙古鄂尔多斯1GW钙钛矿薄膜太阳能电池项目成功签约、总投资17亿的8个钙钛矿光伏产学研用项目集体落户扬州； 5月9日，新疆克拉玛依计划以30亿元总投资拟建设5GW光伏组件和1GW钙钛矿太阳能光伏组件智能制造生产基地； 安徽省首条钙钛矿电池MW级中试产线也即将在近期正式投产……以超高效率、超低成本优势一举成名，又以不稳定、难量产而饱受诟病的钙钛矿技术，是否真能成为光伏行业寻求破局的"关键密钥"？钙钛矿vs晶硅，优势在哪？ 当前，太阳能电池的分类主要可分为晶硅电池、薄膜电池和新兴电池。晶硅电池作为技术已非常成熟的第一代光伏电池，目前占据95%的光伏市场份额，经过数十年发展，其效率提升已接近理论极限。薄膜电池则利用化合物来转化光能，成本低、更柔性，尤其在“BIPV光伏建筑集成一体化”的应用领域被寄予厚望，但劣势是量产的光电转化效率低。新兴电池，尤其是时不时就火一阵的钙钛矿技术，则被看作是光伏电池领域的颠覆性技术。 其颠覆性主要就体现在超高效率与超低成本两方面。在效率方面，近两年从PERC，到TOPCon、HJT，再到BC，晶硅光伏电池效率已非常接近其理论光电转化效率极限29.4%，即便是BC电池的理论极限效率也只是29.1%，而单结钙钛矿具有物理极限效率33%，叠层钙钛矿电池的理论效率可突破40%。 智研咨询同时，据隆基、晶科、天合、通威等光伏龙头企业的年报显示，钙钛矿太阳能电池效率研发进展均实现30%突破，且计划持续开展相关技术研发。在成本方面，钙钛矿电池的投资成本也远低于晶硅。一方面，钙钛矿吸光材料对缺陷相对不敏感，且工艺简单，所以电池的制备速度很快； 另一方面，钙钛矿电池原材料均为基础化工材料，不含有稀有元素，廉价易得，并且其工艺温度更低，每瓦组件的耗能也更少。从实际情况来讲，中国光伏行业协会（CPIA）预测今年我国新增光伏装机容量将在215-255GW之间，较2024年的277GW有所下滑，而目前钙钛矿组件转化的效率已达到约19%，如果能进一步提升到21%-22%，在实际发电表现上基本可与晶硅电池持平，新旧技术间的鸿沟如今已越来越小。问题在于，相比传统晶硅有着显著优势的钙钛矿技术依然存在诸多难以克服的痛点。 晶硅&钙钛矿优劣势对比：今日钙钛矿痛点一堆，钙钛矿是骗局吗？ 钙钛矿的大体制备过程，主要是将溶液涂布在基底表面，通过蒸发结晶来制成芯片。在实验室里，小面积钙钛矿电池无论是效率还是制备工艺都相对简单，但是放大到大面积的商用尺寸上，材料在大面积涂布成膜时易出现针孔和晶界缺陷从而降低效率。目前行业内主流的风刀涂布法和蒸镀法都不能很好解决这一痛点。 同时，钙钛矿材料本身也易受湿度、高温和光照诱导分解，导致电池性能快速衰减，未封装器件在湿度>50%环境中数小时便会失效，这对材料特性与封装工艺均提出了严苛挑战。虽然前不久华东理工大学研究团队已在材料方面实现突破，利用石墨烯-聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法，成功让电池在模拟日常强光高温环境下持续工作3670小时（约153天），并保持97%的发电效率，但真正距离商业化还有一段距离。此外，钙钛矿的高封装成本、铅污染风险、测试标准缺失、设备投资成本高等问题依然挥之不去。 优势与劣势都极其明显的钙钛矿，对于当下陷在困境里的光伏企业来说，究竟是助力破局的“香饽饽”还是徒有其表的“烫手山芋”？ 争先布局，企业们看好钙钛矿吗？虽然面临重重挑战，钙钛矿却依旧以前所未有的速度推进着产业化的进程，越来越多的企业与机构正在从材料优化、工艺创新到应用多元化等维度发起全面突围。目前，全国已有超过50家企业涉足钙钛矿领域，形成了从材料、设备到组件的完整产业链雏形。纤纳光电、协鑫光电、极电光能三家企业领跑量产进程。纤纳光电衢州工厂GW级产线厂房和主体工程已完工，预计将于2025Q2投产； 协鑫光电位于常州的百兆瓦级中试线已于2024年中投运，计划于2025年扩产至GW级；极电光能钙钛矿/晶硅叠层中试线已建成并运行，并已在浙江、河北等地完成超5MW实证运行。这些企业大多选择"小步快跑"策略，先建设百兆瓦级中试线验证工艺，再向吉瓦级扩张。传统光伏巨头则采取"两条腿走路"策略。隆基绿能、通威股份等企业在持续优化晶硅技术的同时，通过投资或自研布局钙钛矿。 目前，隆基累计申请钙钛矿专利331件，同时积极与中科院合作开发无铅化钙钛矿，其自主研发的晶硅-钙钛矿两端叠层太阳电池转换效率达34.85%，刷新晶硅-钙钛矿叠层电池效率世界纪录，并计划2026年实现10GW叠层组件量产； 通威同样步步紧逼，其钙钛矿叠层电池效率已达34.17%，并完成兆瓦级试验线设备选型论证及布局规划。天合光能在2014年就开始布局钙钛矿晶硅叠层技术，十年间联合多家科研机构已申请相关专利331项，目前研发的210大尺寸钙钛矿／晶硅两端叠层电池组件峰值功率达808W，成为全球首块功率突破800W门槛的工业标准尺寸光伏组件产品。 据了解，针对未来技术方向，天合光能认为晶体硅钙钛矿叠层电池技术是未来的主流，并计划布局钙钛矿叠层技术中试线，预计效率比当前晶体硅的电池效率要高4pcts。晶科能源则利用AI技术加速钙钛矿叠层电池研发，当前钙钛矿和TOPCon的叠层电池稳定性较去年已有显著提升，预计有机会在3年左右形成中试线。此外，钙钛矿产业链配套也在快速完善。宁德时代、比亚迪等电池企业跨界进入钙钛矿领域，带来电极材料创新； 京山轻机、迈为股份等设备商推出专用镀膜设备。这种全产业链协同创新的模式，正是中国光伏产业的核心竞争力。留给钙钛矿的时间还有多久？ 晶硅技术即将内卷到头，属于钙钛矿的未来似乎触手可得，但行业竞争如此激烈的当下，留给钙钛矿的时间已然不多。在技术层面，钙钛矿亟需解决效率虚高与实际应用的“断崖式落差”，包括大面积薄膜均匀性差、激光刻划死区增加电阻、材料对环境过于敏感导致工艺控制难度太大等问题。在市场竞争层面，中国光伏产业始终强敌环伺，当下，美日欧意欲通过钙钛矿重获竞争力和对供应链的控制。 虽然中国在钙钛矿专利数量上领先，但美国能源部已将钙钛矿列为关键光伏技术，美国钙钛矿公司TandemPV已通过A轮融资和债务筹集了5000万美元，总融资额突破8300万美元，剑指产业化落地，投建美国首座钙钛矿组件量产基地。日本更计划到2040年实现钙钛矿太阳能电池装机容量20GW，丰田、积水化学、东芝组成日企联盟已携手开发钙钛矿电池量产技术，力求在全球竞争中占据有利位置。更值得警惕的是，美国部分政客已开始炒作"中国钙钛矿威胁论"，技术封锁风险隐现。同时，由于起步较晚，专利侵权一度成为横在中国光伏喉咙里的一根刺，FirstSolar在2024年10月向包括晶科能源、隆基绿能、天合光能、晶澳科技和阿特斯在内的多家主要竞争对手发送了通知，称这些公司涉嫌侵犯其TOPCon技术专利。从宏观层面来看，晶硅-钙钛矿叠层电池是需长期攻坚的渐进式创新，想要真正跻身主要市场，或者取代传统晶硅技术成为名副其实的“下一代光伏技术”， 还需要满足以下几点： 一、找到钙钛矿在寿命与效率的平衡关键，在商用尺寸组件提升钙钛矿效率，并减小钙钛矿在大面积制备时效率损失； 二、克服成膜均匀性、缺陷密度控制及工艺窗口宽容度等大面积制备环节痛点，实现生产设备国产化与制备工艺标准化；三、具备成熟的钙钛矿绿色回收技术以适应大规模应用时可能造成的铅污染问题。 站在技术革命的拐点，钙钛矿带给中国光伏的不仅是破局"内卷"的希望，也是一次重构全球产业格局的机遇。业内专家预测，到2030年全球钙钛矿组件产能有望突破142GW，设备与材料市场分别超1000亿和490亿元。未来技术迭代将围绕效率提升（叠层技术）、稳定性优化（如动态修复封装）及场景拓展（BIPV、车顶光伏）展开。唯一可以确定的是，谁掌握了下一代光伏技术，谁就将赢得绿色能源的未来。 目前已有2000＋的小伙伴已进群沟通，也期待你的加入呀！