要说这一两年里，顺利地从顶刊常客变成资本宠儿的赛道，那就不得不提“钙钛矿”了。

(资料图片仅供参考)

为什么这么说？我们来看一组对照数据：Web of Science的数据显示，2021年SCI共收录钙钛矿文章10335篇，而据不完全统计，同一时间段的钙钛矿投资额也接近百亿。

临近2022年年底，再去回看这一年的市场，热闹仍在继续：光伏企业们忙着划基地、建产线；电池企业、互联网巨头纷纷跨界入局；众多专业投资机构也毫不示弱，争相出手，像三峡资本领投纤纳光电C轮融资、凯辉能源基金领投协鑫光电过亿融资、高瓴资本领投曜能科技数千万A轮融资。

显然，作为最前沿的太阳能电池技术之一，钙钛矿正在吸引大批热钱涌入。

不过，资本争相竞逐搅动的同时，我们也心生疑问：钙钛矿电池的“横空出世”究竟是噱头的成分居多，还是光伏行业内巨大变革的前兆？

对此，我们梳理了钙钛矿的缘起、赛道火热的原因以及面临着愈发急迫的商业化难题，产业里有哪些解题方法，希望能够离答案更近一步。

宁德时代等上市企业争相入局

判断一条赛道热不热，最直观的角度就是：钱。

资本的嗅觉向来灵敏，根据钛媒体App不完全整理，截止到2022年12月18日，国内至少有8起钙钛矿相关的投融资事件。

2022年部分钙钛矿相关融资事件

其中，协鑫科技旗下昆山协鑫光电材料有限公司更是在一年内完成两轮融资，12月中旬的B+轮融资额度为5亿元人民币，创下了整个钙钛矿领域迄今为止最大的融资金额。

从几起投资事件背后的机构阵容来看，像淡马锡投资、红杉中国、IDG资本、高瓴资本、源码资本等头部机构都在争相出手。对于机构们来说，2022年似乎已经成为布局钙钛矿的一个关键时间点。

当然，看到这一趋势的并不只是创业公司和风险投资机构，不少上市公司也对该赛道展现出了浓厚的兴趣。

据钛媒体App不完全统计，目前已有近二十家上市公司表现出了对钙钛矿电池的兴趣。

比如晶科能源、东方日升等光伏行业的龙头企业均表示对钙钛矿技术的关注和研发储备，聆达股份、拓日新能、京山轻机、捷佳伟创、杰普特、帝尔激光、迈为股份等也在研发相关产品。

此外，跨界的上市公司也不在少数。像锂电池龙头宁德时代就在今年业绩说明会上表示，目前钙钛矿的研究进展顺利，且已经在搭建中试线。早在2020年，董事长曾毓群通过控股子公司瑞庭投资参投协鑫光电pre-A轮融资，就已经正式入局钙钛矿领域。

12月9日，奥联电子也发布公告加入战场。公告称，公司全资子公司海南奥联投资有限公司近期与自然人胥明军共同出资设立“南京奥联光能科技有限公司”并签署《投资合作协议》，协议约定奥联光能主要从事钙钛矿太阳能电池及其制备装备的研发、生产、制备、销售等。

钙钛矿，为何受追捧？

1928年，当时的德国矿物学家古斯塔夫·罗斯（Gustav Rose）探险俄罗斯乌拉尔山，在那里，他发现了天然矿物钛酸钙（CaTiO3）晶体。为纪念地质学家Lev Perovski，古斯塔夫·罗斯将其命名为Perovskite（钙钛矿）。

钛酸钙有一个独特的晶体构造，其组成部分被标记为A、B和X，其中不同成分的晶格是交错的。后来人们就用钙钛矿指代与钛酸钙（CaTiO3）晶体结构类似的“ABX3”化合物。

从发现时间来看，钙钛矿并非刚刚出现的新技术，那么，为何会在当下这个时间点引来资本、产业的追捧？

这个首先要从钙钛矿本身的特性说起。“ABX3”化合物中的A代表“大半径阳离子”，B代表“金属阳离子”，X则代表“卤族阴离子”。据钛媒体App了解，元素周期表中90%的金属元素都可以成为钙钛矿的A或B离子。

这三种离子通过不同的排列组合可以呈现出许多物理特性，其中最值得关注的就是“超导电性”。

剑桥大学物理学家山姆·斯特兰克斯曾说过，“这些钙钛矿比硅更能吸收阳光，我们可以用至少比硅薄一百倍的钙钛矿薄膜吸收几乎所有的阳光。”

这也决定了钙钛矿在发光、光伏和光探等各个领域的广泛应用。2009年，日本科学家宫坂力试着将金属卤化物钙钛矿材料用于太阳能电池的开发。

不过，由于当时的光电转化率只有3.8%，而根据2009年的媒体报道了解到，当时世界上最先进的晶硅电池对太阳能的转化率已经到了22%，国内晶硅电池转化率也已达到了17%到19%。

光电转化率作为光伏领域的一个核心指标，指的是在太阳能光伏系统中太阳能电池板把太阳光能转化为电能的效率。

这一指标对光伏系统的成本具有全局性影响，对下游组件企业的盈利能力和产品竞争力起着决定性作用。根据CPIA数据，光电转化效率每提升1％，对应度电成本下降5％-7％。

对比之下，早期钙钛矿电池的转化率与当时的晶硅电池差距较大，因此它在最初的一段时间里并未得到较大的关注。但十三年过去，钙钛矿的转化率已经提高了十多倍，完成了对晶硅电池的“逆袭”。

根据2022年7月7日洛桑联邦理工学院（EPFL）和瑞士电子与微技术中心（CSEM）共同创造的钙钛矿-硅叠层光伏电池新的世界纪录，直接将转化效率推到了31.3％。

反观晶硅电池，其极限效率为29.43％，普通单晶硅电池理想条件下最高效率为24.5％；TOPCon电池理想条件下最高效率为27.5％；HJT电池效率上限为28.2％-28.7％。换句话说，晶硅电池即将面临转化率的天花板。

“效率”之外，让钙钛矿脱颖而出的还有“成本”。

钙钛矿易于实验室合成，使用的主要是碳、氢、氮、铅和碘等几种主流元素，原材料储量丰富，价格也很便宜，规模化制造不受原材料限制。

对比之下，晶硅电池上游原材料使用多晶硅，近两年，随着硅料价格大幅飙升，直接拉高了光伏企业的成本。

据东方财富证券分析称，钙钛矿组件投资成本较晶硅低，100MW组件成本低于1元/W，未来扩大至GW级产线后，成本可降至0.1美元/W。

产业化在即，技术路线如何选？

在今年的第四届异质结、钙钛矿与叠层电池论坛上，极电光能联合创始人邵君曾分享过钙钛矿行业的一个变化，他说，“去年我们谈的更多是钙钛矿产业化技术，今年就转向商业化解决方案了。今年大家能感受到，钙钛矿电池到了商业化的关键节点。”

这一转变也确实能够从多家钙钛矿企业对外公布的商业化消息窥知一二。比如协鑫光电、仁烁光能、极电光能、万度光能、华能新能源等各家中试线计划也都集中在今明两年安装完成，规模都在100MW—200MW之间。

7月28日，纤纳光电在浙江衢州举行了首批α组件的发货仪式。此次发货数量为5000片，用于浙江省内工商业分布式钙钛矿电站。钙钛矿组件实现出货，也再次印证了产业化进入落地阶段。

不过，在向产业化奔跑的过程中，到底要选择哪种技术路线呢？

据钛媒体App了解，钙钛矿电池分为单层和叠层，叠层电池包括全钙钛矿矿叠层，或者钙钛矿与晶硅叠层。

单结钙钛矿技术与其他薄膜技术相似，但制造成本有望低于目前已产业化的薄膜技术，因此许多创业企业多选择这种方式。比如，12月8日，无锡极电光能科技有限公司宣布，公司投资建设的150MW钙钛矿光伏生产线正式投产运行。

极电光能目主要进行单结钙钛矿技术研究。不过，极电光能联合创始人、总裁于振瑞也表示，单结钙钛矿光伏组件会在国内率先实现产业化，但是与晶硅的叠层电池也是未来的主要产品形态之一。极电光能已计划明年启动与晶硅叠层的技术开发。

钙钛矿与晶硅相结合的叠层技术兼具高转换效率和低制造成本的优点，传统做晶硅电池业务的公司往往从这个路径切入，不过从发展进度来看，大部分项目仍处于研发阶段。

杭萧钢构（合特光电）此前曾计划2022年底投产首条晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线,规划产能为100MW，目标转化效率为28%以上。只是临近年底，12月14日杭萧钢构在投资者互动平台更新了产线进度，表示电池的中试线项目仍在紧张有序地推进。

另一家企业东方日升的5GW异质结电池片与10GW高效组件项目定增申请也在3月28日获受理。本次定增募投就是钙钛矿及叠层电池试验线，2022年投建，建设周期2年。

此外，还有极少的企业比如仁烁光能选择做钙钛矿叠钙钛矿。目前，仁烁光能的10MW钙钛矿叠层研发线已经建设成功，正计划建设150MW钙钛矿电池量产线。

小结

产业化进程加快也让钙钛矿电池的市场空间日渐清晰。根据天风证券的测算，预计2022年钙钛矿组件产能为0.87GW，2023年有望形成超过1GW钙钛矿组件产能。到2026年，钙钛矿电池组件的产能或将达到24GW。

不过，以技术推动的产业变革，景气度往往取决于技术发展。钙钛矿技术发展趋势、制备工艺演进，乃至瓶颈问题是否得到解决，是关键问题。中国科学院院士白春礼就在不久前表示，钙钛矿电池是电化学储能的新方向，具有吸光能力强、低成本和易制备、弱光效率高等优势和特点，但存在稳定性较差和大面积应用时的效率损失两个短板。

对于钙钛矿企业们来说，由于技术发展时间短，工艺还不像晶硅那样成熟，产线设计也没有现成模板，都需要“从0到1”，摸着石头过河。（本文首发钛媒体App， 作者｜韩敬娴，编辑｜张敏）

关键词： 太阳能电池