钙钛矿，第三代太阳能电池，至今还是好故事吗？

作者/星空下的锅包肉

编辑/菠菜的星空

排版/星空下的泡芙

资本市场上，前沿的技术路线总是备受关注，不论是否量产，也不论能否盈利。比如，第三代半导体。再比如，正日益吸睛（jin）的第三代太阳能电池。

没错，太阳能电池也已经发展到第三代了。

第一代，是晶硅太阳能电池。常见的单晶硅/多晶硅电池，就属于这一类。典型玩家，隆基绿能（601012）。

第二代，是薄膜太阳能电池。以铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）等化合物材料代替晶硅。典型玩家，汉能薄膜（HK0566)。

第三代，是钙钛矿太阳能电池。利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料，属于一种新型薄膜电池。

当初，第二代的汉能薄膜，眼见他起高楼，眼见他楼塌了（详见昔日首富被带走？光伏巨头，黯然落幕！一文）。

如今，钙钛矿薄膜电池，前景又将如何？

一、降本增效，看似完美

众所周知，相较于薄膜电池，晶硅太阳能电池一向占据主导地位。从前是多晶硅，现在是光电转换效率更高，且成本已降至更低的单晶硅。

数据显示，2021年，全球晶硅电池市占率高达96.2%。

那么，为什么还会有3.8%的市场留给薄膜电池呢？

因为与晶硅电池相比，薄膜电池成本低，弱光性好（阴天也能发电）。只是，薄膜电池有一项致命缺陷，即光电转换效率低。

所以，从市场选择的结果来看，薄膜电池显然没有晶硅电池竞争力强。

不过，近年来，钙钛矿电池的飞速发展，重新点燃了薄膜电池的希望。

事实上，早在2009年，钙钛矿电池就已经出现了。只不过彼时，其光电转换效率只有3.8%，甚至远不如二代薄膜电池材料。

而到2022年，13年的时间，钙钛矿太阳能电池理论光电转换效率已高达33%，采取叠层模式后（钙钛矿可以与HJT、TOPCon等晶硅电池组成叠层电池），光电转换效率甚至有望突破45%（数据来源：国泰君安）。

什么概念呢？

晶硅电池，为了突破光电转换效率瓶颈，正在从P型电池向N型电池发展。但是，晶硅电池的光电转换效率理论极限，也就只有29.4%。

也就是说，对于钙钛矿薄膜电池而言，光电转换效率不仅不再是劣势，反而可能是提升效率更前沿的新方向。

与此同时，钙钛矿电池，还保留着薄膜电池的优点。

下图是晶硅电池和薄膜电池的产业链对比。其中，晶硅电池各环节独立，从前到后完整耗时，最少需要3天。而钙钛矿电池可在单一工厂内，45分钟走完全程。

另外在成本方面，一方面，钙钛矿材料廉价易得；另一方面，钙钛矿设备投资成本低，大约只有晶硅电池的50%。

对比晶硅电池，钙钛矿电池既能降本，又能增效。这么一比，堪称完美。

二、性能再好，却有硬伤

钙钛矿薄膜电池解决了二代薄膜电池的痛点，只是，转头又遇到了新的问题。

1►稳定性差

纵使钙钛矿材料千好万好，但真的适合用于太阳能电池吗？

太阳能电池的首要任务，就是常年置于强光照射下。而钙钛矿太阳能电池，在潮湿、光照条件下，稳定性较差，易分解,从而将降低器件使用效率，而且影响电池使用寿命。

据了解，目前国内外MPP稳定性水平（钙钛矿电池在最大光功率输出点MPP处的长期运行稳定性时间）一般在几千小时。而晶硅太阳能电池的使用寿命，一般承诺20或25年。

与之相比，钙钛矿电池，寿命缩水了几十倍。这样的钙钛矿电池，还具有成本优势吗？

而且，钙钛矿电池一般为有机金属卤化物钙钛矿电池，其中含有有毒铅元素，对健康和环境也存在潜在危害。

2►大面积难

另外，钙钛矿电池引以为傲的光电转换效率，也只存在于小面积的实验中。

当下，钙钛矿+晶硅叠层这种应用方式，热度持续攀升。日前，北京曜能科技有限公司自主研发的小面积钙钛矿/晶硅两端叠层电池，稳态输出效率达到32.44%，再次刷新了国内转换效率纪录。

但请注意，这只是实验室做的小面积电池。如果面积放大，将极大增加薄膜制备难度，极易出现制备不均匀、不稳定等问题，降低转换效率。

而产业化必然要朝着大面积方向发展。大面积制造，或将成为制约钙钛矿电池产业化的一大关键。

三、理想丰满，现实骨感

目前，赛道上也有不少玩家，八仙过海，各显神通。

只是理想丰满，现实骨感。

• 2021年，华能集团实现3500cm2组件面积，但效率只有15.5%。
• 2022年，极光电能实现效率18.2%，但组件面积只有300cm2，大概就是两三个巴掌大小。

而二级市场被炒的火热的上市公司，实则大部分都停留在技术研发阶段，量产下线寥寥无几。

相比之下，协鑫集团旗下的协鑫光电，无疑算是走在前面的。

2019年，协鑫光电组件实现了1241.16cm2面积，15.31%效率。2022年，协鑫光电建设100MW量产生产线，将组件面积扩大到1m*2m，预计工艺和产能稳定后，量产组件效率将超18%。

但即便是协鑫光电这个成绩，距离晶硅电池仍然相差甚远。而且，这只考虑了效率问题，还没有解决更为致命的寿命瓶颈。

所以，钙钛矿太阳能电池，真的有市场吗？这个问题，恐怕选择颗粒硅、钙钛矿两手抓的协鑫集团，也给不出确切答案。

或许大家都在赌，赌赢了就是下一个隆基，赌输了就是下一个汉能。

注：本文不构成任何投资建议。股市有风险，入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。