欧美中日，谋钙钛矿商业化

2022年，中国光伏在世界的竞争力依然强势，产能占据全球80%的同时，光电转化率也不断刷新。其中，由隆基创造光伏电池转化率纪录达26.81%，一度全球领先。

▲2022年11月，隆基绿能自主研发的硅异质结电池转换效率达到26.81%

2023年初，该记录被日本人打破，日本人研发出转化率29%的钙钛矿电池。

在晶硅统治的光伏世界，尚未迈出实验室的钙钛矿，或许在大众视野里，依然是个无名之辈。但实验室钙钛矿光电转换效率不断创下新高，从侧面印证了钙钛矿的魅力。

▲各国研究团队屡创钙钛矿电池转化率世界纪录

实验室里你追我赶

在中国创下26.81%的转化率之前，该纪录的上任保持者是日本。在晶硅上被中国超越，日本对钙钛矿寄予厚望，它的理论转化率极限是33%左右，超过晶硅。

钙钛矿电池由日本人发明，用十年将转换效率从3.8%迅速提升到26.7%，虽然期间被中国超车多次，但日本一直在努力，还有美国、英国、瑞士，皆瞄准钙钛矿这一光伏蓝海，在实验室不断有新的突破。

科研方向上来看，除了提升电池转化率，还有延长电池寿命。2022年美国在电池寿命方向有两大突破加州大学向钙钛矿分子加入少量钕离子，以提升钙钛矿电池发电耐力；美国普林斯顿大学在电池中加入一层超薄的“二维覆盖层”，称该电池寿命可延长至30年，远超同行。

英国牛津大学也不甘落后，通过优化结晶过程得到优质钙钛矿材料，进而提高最终产品电池的寿命。

企业定位各有侧重

为让钙钛矿电池更早成规模地流入市场，日本企业生产制造上，有聚焦耐用性的产品定位趋向。

日本典型的钙钛矿企业积水化学工业和东芝，均计划在2025年以后启动量产，凭借材料技术基础布局钙钛矿，力求在光伏电池市场大展身手。

日本电子制造商东芝在2021年推出了一种大面积聚合物薄膜钙钛矿太阳能模块，称这一结果是迄今为止任何大面积聚合物薄膜钙钛矿光伏模块所报告的最高效率，不过，其转化率仅为15.1%。中国在2014年时量产出的薄膜组件，转化率已达15.5%。

▲2021年，日本电子制造商东芝发布一种面积为703㎝²的聚合物薄膜钙钛矿太阳能模块，可实现15.1%的能量转换效率

另一家积水化学则掌握了将钙钛矿薄膜封闭处理的技术，这种技术与液晶显示屏和汽车挡风玻璃的制造过程中运用的技术类似，可提高薄膜耐用性。不少中国制造商也有相关技术基础，或许也可快速形成优势。

欧美国家有很多企业致力于通过叠层或串联技术制造出高转化率的钙钛矿电池。

美国钙钛矿公司Tandem PV、nTact均利用钙钛矿涂层，提高硅太阳能组件效率；

英国牛津光伏太阳能公司将钙钛矿的晶体材料涂在硅电池板表层，使转换率比原先提高近1/3；此外，牛津光伏在德国的首条100MW钙钛矿生产线服务于异质结/钙钛矿叠层光伏电池制造；

法国光伏组件商Voltec Solar公司将引入一项 &34;突破性&34;技术，即4T钙钛矿/硅串联技术，并拟建“超级工厂” 。

钙钛矿叠层技术市场潜力巨大，中国也有钙钛矿叠层技术的布局。南京大学谭海仁及其科研团队研制的叠层电池组件，效率21.7％，为目前大面积钙钛矿电池组件的最高转换效率。不过，世界上的钙钛矿叠层电池尚未实现大规模生产，各国企业机构砸重金投入，是否有回报仍是未知数。

中国钙钛矿发展现状

目前，中国新能源产业链中已经有多家公司提前布局钙钛矿，其中不乏隆基、通威、宁德时代、协鑫等龙头。

隆基绿能目前拥有钙钛矿相关专利20项；

通威股份在今年半年报中提到，公司已全面展开了对钙钛矿/硅叠层电池等前沿技术的研究与开发；

宁德时代董事长曾毓群在今年5月份召开的业绩说明会上表示，公司钙钛矿光伏电池研究进展顺利，正在搭建中试线；

协鑫光电的钙钛矿组件实用化产品获TV商业认证。

此外，多家上市公司也透露了相关布局。

京山轻机已有钙钛矿电池设备出货，正在积极布局和进行相应的技术储备；

中来股份在回复投资者时表示，公司的钙钛矿叠层电池正在研发中，现阶段重点在进行与钙钛矿电池相匹配的底层电池的研发；

东方日升表示，公司50亿元定增募投项目中包含了一条“钙钛矿及叠层电池试验线”；

聆达股份此前宣布子公司金寨嘉悦新能源规划第三期拟建设HJT异质结叠加钙钛矿电池项目；

捷佳伟创的钙钛矿整线设备进入研发阶段；

纤纳光电拥有钙钛矿相关专利百余项，钙钛矿商用组件α已交付。

昆山协鑫光电的商业化进程走得较快，可以把整个生产过程控制在45分钟之内。

▲昆山协鑫光电材料有限公司是全球唯一一家取得钙钛矿组件实用化产品商业认证的企业，在钙钛矿太阳能组件的研发和生产方面全球领先，2020年开始建设首条100MW钙钛矿组件量产线

把这个过程类比成做菜可能更好理解——钙钛矿溶液在实验室的瓶瓶罐罐里合成后，算作备菜，待正极出槽，涂覆钙钛矿溶液（涂布技术），待其结晶后就可以进行下一步“烹饪”，经过激光切割，再次出槽，镀上背电极（PVD技术），再激光切割……玻璃、胶膜与中间涂有钙钛矿的正极形成夹层结构，电池组件就此完成。

事实上，涂布和PVD工艺，决定钙钛矿电池效率，二者与面板行业中的工艺技术类似，而面板行业正是中国擅长领域。

正因如此，中国的钙钛矿研究者和创业者们拥有着既有产业链的有力支撑。

由于供应链的缺失，日本、英美等国的科学家虽然在实验室不断有新的突破，但在产业化方面，却已经身落中国之后。若中国机构与企业能够提高技术能力，量产出成本和性能出色的产品，有望在商业化进程上取胜。