全鈣鈦礦疊層電池日前創(chuàng)造了“人類光伏發(fā)展新歷史”，新方法制備的組件穩(wěn)態(tài)光電轉換效率高達28.0%，在國際上首次超越單晶硅電池的最高效率26.7%。
隨著鈣鈦礦技術魅力的顯現(xiàn)，除協(xié)鑫光電等主業(yè)為鈣鈦礦產品的企業(yè)外，寧德時代、騰訊等其他行業(yè)龍頭也紛紛開始跨界布局。據(jù)不完全統(tǒng)計，2021年鈣鈦礦光伏領域至少吸引了85億元投資。“市場對鈣鈦礦技術的關注度越來越高，多方都愿意入股。前年協(xié)鑫光電（協(xié)鑫集團控股子公司）尋找投資人時，還沒有這樣的關注度。”協(xié)鑫光電創(chuàng)始人、董事長范斌稱。
被推上風口浪尖的鈣鈦礦技術究竟是什么？何時能量產并商用？又將對現(xiàn)有光伏電池市場格局帶來何種影響？
兼具效率、成本兩大優(yōu)勢，鈣鈦礦技術吸睛
鈣鈦礦型太陽能電池（perovskite solar cells）是指利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池。
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這里的“鈣鈦礦”不是字面意義的鈣鈦礦（CaTiO3），而是指一類與鈣鈦礦（CaTiO3）晶體結構類似的“ABX3”化合物，即具有某種特定結構的材料的總稱。
鈣鈦礦材料在光伏產業(yè)的應用主要有單結和疊層兩個技術方向。目前，單結鈣鈦礦電池效率為25.7%，轉換效率低于傳統(tǒng)晶硅技術；鈣鈦礦與晶硅相結合的疊層技術則具備28.0%的高轉換效率，同時兼具低制造成本的優(yōu)點，有望成為未來光伏產業(yè)的技術發(fā)展方向。
據(jù)悉，光伏電池轉換效率的高低取決于“帶隙”，即電子從材料中釋放出來后，成為電荷載流子在電路中流動所需的能量。與晶體硅1.1eV（電子伏特）的單一帶隙相比，在制造鈣鈦礦時,可以通過改變原料的成分來調節(jié)它的帶隙寬度, 不同帶隙材料對光譜進行分段吸收，進而實現(xiàn)效率的大幅提升。
有光伏行業(yè)分析師表示，晶硅電池理論極限效率在29.5%，如果電池效率按目前每年0.4%的速度提升，那么在6-7年內就走到了提升的盡頭。因此，無論是IBC、異質結、TPOCon還是PERC，未來都有可能疊加鈣鈦礦層，從而突破晶硅電池的效率極限，達到32%或33%的效率水平。
但從實際應用來看，寧波大學材料科學與化學工程學院李梓進等發(fā)表的《鈣鈦礦／晶硅疊層太陽電池關鍵材料與技術研究進展》指出，寄生損失和多個界面上的反射損失會對疊層電池的電流密度存在影響。天風證券也表示，鈣鈦礦電池在應用中會出現(xiàn)光損失的現(xiàn)象，實際效率可能會偏低。
成本方面，鈣鈦礦電池主要通過節(jié)省用料、縮短產業(yè)鏈節(jié)約制造成本等方面進行降本。
鈣鈦礦的主要成本為PbI2（碘化鉛）等非硅成本，相對來說原料不存在稀缺性。同時，鈣鈦礦器件厚度僅為500nm，原料用量也極少。
產業(yè)鏈方面，相比于晶硅需要硅料、硅片、電池、組件四個以上不同生產環(huán)節(jié)，范斌表示，鈣鈦礦產品的整個工藝流程在一個工廠里即可完成，單位產能投資可降低至晶硅產線的一半。
協(xié)鑫科技在此前的公司近況交流會上稱，協(xié)鑫光電100MW的鈣鈦礦產線形成后，鈣鈦礦組件單瓦成本大概1元多，公司現(xiàn)在也在準備1GW的量產線，若量產后單位造價可能降到1元以內，會有很強的成本競爭優(yōu)勢。
全球首條100MW產線計劃明年量產
目前，鈣鈦礦組件生產的企業(yè)主要以非上市公司為主，上市公司多處在觀望階段。
協(xié)鑫光電新建的1m×2m尺寸鈣鈦礦組件，為全球首條100MW量產線，已在昆山完成廠房和主要硬件建設，計劃2023年投入量產。
協(xié)鑫光電前身為廈門惟華光能有限公司，2016年接受協(xié)鑫集團入股，成為協(xié)鑫集團旗下控股子公司。2022年5月，協(xié)鑫光電宣布完成數(shù)億元人民幣B輪融資，騰訊參投，并由光源資本擔任財務顧問，此輪融資用于進一步完善公司100MW鈣鈦礦生產線和工藝。
纖納光電則是連破鈣鈦礦組件紀錄。2021年5月，纖納光電鈣鈦礦小組件在穩(wěn)態(tài)功率輸出下的效率達20.2%，11月升至21.4%，一年時間內連續(xù)兩次刷新鈣鈦礦組件世界紀錄。光電轉化效率方面，公司2021年12月在鈣鈦礦-晶硅四端子疊層組件上獲得了26.63%的光電轉換效率，取得了當時全球四端子疊層組件轉換效率的最好成績。
此外，湖北萬度光能總投資60億元的可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池生產基地項目、泰州錦能總投資20億元的鈣鈦礦銅銦鎵硒疊層電池全產業(yè)鏈項目也于2021年宣布落地。
上市公司層面，寧德時代（300750.SZ）董事長曾毓群此前在業(yè)績說明會上稱，公司鈣鈦礦光伏電池研究進展順利，正在搭建中試線。事實上，寧德時代在2020 年曾跟投協(xié)鑫光電的A輪融資。
光伏組件龍頭隆基綠能（601012.SH）、天合光能（688599.SH）則分別處在密切跟蹤、擁有技術儲備階段；捷佳偉創(chuàng)（300724.SZ）2022年6月在互動平臺表示，公司RPD設備即將發(fā)貨到客戶端鈣鈦礦中試線上。
商業(yè)化前景是否樂觀？
早在2019年，華創(chuàng)證券曾預計鈣鈦礦光伏組件將于2020年實現(xiàn)商業(yè)化量產。但是，量產遲遲沒有達成。鈣鈦礦電池的商業(yè)化前景是否樂觀？
“鈣鈦礦技術2009年才第一次在實驗室里出現(xiàn)，2012年才引起學術界的關注，現(xiàn)在是2022年，100MW線已經(jīng)建起來了。光伏技術的歷史上，從實驗室到量產線，從來沒有這么快過，（鈣鈦礦量產速度）已經(jīng)是前所未有的快了。”范斌對第一財經(jīng)表示。
對于市場何時能完全接受鈣鈦礦產品，范斌表示，具體時間需要權威機構或數(shù)據(jù)來呈現(xiàn)。但協(xié)鑫光電判斷，產品實現(xiàn)量產后，快則一兩年，慢則兩到三年。
“短期來看，鈣鈦礦電池離商業(yè)化還早，對PERC和N型電池的市占率沒什么影響；長期來看，由于鈣鈦礦電池具備潛在效率高的優(yōu)勢，一旦實現(xiàn)真正商業(yè)化，競爭力會比較強。”有新能源基金經(jīng)理對第一財經(jīng)表示，至于鈣鈦礦電池未來具體的市場份額現(xiàn)在不好說，主要還是看技術和工藝。由于晶硅電池的高穩(wěn)定性，有些專家更看好鈣鈦礦+PERC的發(fā)展模式，目前來看也是一個重要方向。
范斌則認為，如果鈣鈦礦成功，就會成為市場的主流，鈣鈦礦技術與晶硅技術不會長期共存。
而據(jù)一位新能源分析師稱，當前鈣鈦礦材料對濕度和溫度極其敏感，狀態(tài)不穩(wěn)定，材料中所含的鉛（Pb）元素也有毒性。同時，制備工藝也有較大的提升空間。
本文不構成任何投資建議，投資者據(jù)此操作，一切后果自負。市場有風險，投資需謹慎。
