光伏钙钛矿电池商业化在即？投资者该如何关注？

12月8日，极电光能150MW钙钛矿光伏生产线正式投产运行。该产线于去年四季度启动建设，总投资超2亿元，是全球目前已投产且产能最大的钙钛矿光伏生产线。进入2022年以来，钙钛矿电池技术成为了光伏行业乃至资本市场关注的焦点。

在协鑫光电、纤纳光电等企业实现MW级量产的同时，也吸引了腾讯、宁德时代、碧桂园、高瓴等诸多名企的入局。

与此同时，政府层面对于钙钛矿电池技术的发展也颇为重视，在相关政策文件中均明确指出要掌握钙钛矿等新一代高效低成本光伏电池制备及产业化生产技术。随着晶硅电池已经越发接近光电转换效率理论极限，钙钛矿电池凭借高效率、低成本优势，被市场称为下一代主流光伏电池技术。

那么钙钛矿电池已经从实验室研发转向产业化量产？上下游环节等产业配套是否已经能满足钙钛矿电池的量产需求？海外钙钛矿技术的研发进度如何？为何众多光伏企业都布局了钙钛矿技术？钙钛矿目前的量产难点在哪？就钙钛矿目前的商业化进度来说，投资者关注是否还为时过早？

为解答上述问题，妙投邀请到某光伏行业资深从业者敬先生，为投资者答疑解惑。

核心看点：

1. 目前所谓的量产产线均为中试产线，下线的钙钛矿产品用于量产前的技术验证。

2. 钙钛矿的上游为基础化工材料、超白玻璃、靶材、胶膜和设备，下游为组件的使用终端，上游TCO玻璃价值占比和壁垒齐高，最值得关注。

3. 钙钛矿的生产流程简单，天然具备一体化的特性，一个工厂就能完成从原材料到组件的生产，不存在传统晶硅光伏从硅料到组件的细分产业结构。

4. 钙钛矿上游材料、设备和下游终端目前均不存在短板，已经有成熟的设备供应商，下游兼容传统晶硅组件。

5. 钙钛矿具备天然垂直一体化、高光电转化效率、低产能投资、低加工能耗、原材料不含稀缺元素供应充足等特性，能规避晶硅光伏产业经营不稳定、供需错配等问题。

6. 钙钛矿可以与晶硅叠层为晶硅电池赋能增加转化效率，也可以独立使用取代晶硅电池。

7. 目前钙钛矿量产的难点在于钙钛矿的结晶属于全新工艺，目前还需要摸索最优技术路线，而且目前中试产线的光电转化效率还比较低，不足以商业化使用，其次钙钛矿电池寿命一致性还存在问题，同批次产品的寿命存在较大差异。

8. 钙钛矿量产依然需要2年左右，但设备和材料先行，TCO玻璃值得提前布局。

目前看到已经有协鑫光电100WM和极光电能150WM钙钛矿光伏生产线已经建成，并正式投产运行，是否意味着钙钛矿电池已经从实验室研发转向产业化量产？

目前的这些产线全部都是中试产线，并不是传统意义上的量产产线，产线主要是为工艺验证服务的，同时也是为了拿出和量产产线类似的产品，验证整条供应链货源的水平，是为量产产线做前期技术验证的，最终量产产线有可能在技术工艺上会有很大的变化。从产线规模上也能看出来，都是百MW级别的，比较小，真正光伏的量产产线会是GW级别。

而且目前中试线出产的组件转化效率只有18%左右，这种转化效率是不可能量产的，不会有下游接受转化效率这么低的组件，一般至少达到20%的组件转化效率才会有量产的意义，报价够低的话会开始有下游下单。

中试产线的建成对钙钛矿产业来说是很大的一步，意味着钙钛矿技术已经初步成熟，已经能走出实验室，做出类似量产线的产品，钙钛矿的进展如此之快还是很喜人的。但是中试不意味着钙钛矿已经完全离开实验室了，目前中试产品的组件转化效率是不可能量产的。

实验室还会继续针对转化效率、材料、工艺等等维度继续进行探索，这种实验室的研发或者说是摸索是会伴随这个技术终身的，不是说产线建成了就意味着技术完全成熟了。

目前钙钛矿的电池转化效率和组件转化效率还存在较大的差异，说明在电池封装成组件的过程中，因为工艺或者是材料的问题，对转化效率产生了很大的影响，还存在非常大的改进空间。

上下游环节等产业配套是否已经能满足钙钛矿电池的量产需求？

严格意义上来说，钙钛矿是不存在传统晶硅光伏那种界线分明的上下游关系，钙钛矿是不存在类似硅料、硅片、电池片、组件这种传统光伏产业结构。因为钙钛矿的生产步骤比较少，只有9步或者10步，一个工厂就能做到从原材料到成品组件，钙钛矿的产业链结构只有上游原材料，中游加工和下游终端，所以钙钛矿对上下游的依赖非常小，钙钛矿是一个天然垂直一体化的光伏技术路线。

钙钛矿电池中既不含钙也不含钛，是一种可以由非常多种类的基础化工材料制备而成的钛酸钙结构的材料，可以说基本不存在核心原材料，很多基础化工材料都可以制备。除此之外，超白玻璃、靶材、胶膜等材料都不是产能稀缺的原料，基本兼容晶硅光伏产业链的原材料供应，上游原材料现在不是钙钛矿的短板，以后也不会是。

上游设备大概分为PVD、涂布、激光、封装四种，钙钛矿所需要的PVD和涂布设备与显示面板行业设备类似，目前的设备基本就是照搬了显示面板的PVD和涂布设备，封装设备与晶硅光伏是通用的，激光设备方面迈为已经能供应非常成熟的了。

下游终端也是不存在问题的，钙钛矿组件和晶硅组件在终端使用时是完全一样的，终端不需要针对钙钛矿做出什么单独的调整，尺寸也完全可以做成晶硅组件的大小。

海外钙钛矿技术的研发进度如何？

海外的研发进度完全落后于国内，国内的中试产线已经可以拿出正常发电的中试钙钛矿组件了，已经属于初步尝试产业化了，海外依然还停留在电池阶段，目前没有发布组件化的成熟产品。实验室内的电池转化效率也是国内做的更高。

为何众多光伏企业都布局了钙钛矿技术？

首先，前面提到了钙钛矿提升具备垂直一体化的特性，而垂直一体化也恰恰是国内晶硅光伏企业都在做的趋势，垂直一体化的优势很明显，但难度也很高，钙钛矿天生具备垂直一体化的特性，而且加工步骤更少，对企业来说资金和技术压力也会更小，钙钛矿技术非常契合光伏企业的诉求，而且钙钛矿电池非常灵活，可以与晶硅叠层为晶硅电池赋能增加转化效率，也可以独立使用取代晶硅电池，对企业来说不必赌技术路线。

其次，晶硅光伏的极限转化效率是29%，目前顶级晶硅电池的转化效率已经达到26%多，最近几年虽然转化效率依然有所提升，但是提升幅度非常有限，晶硅电池转化效率提升的难度已经变得越来越大了，显然光伏行业不可能止步于晶硅电池的29%转化效率的极限，在转化效率上要想更进一层只能去探索其他光伏电池材料。钙钛矿电池的理论极限转化效率是45%以上，上限非常高，在实验室得出的数据也证明钙钛矿是一个前景很不错的新型光伏电池技术。

第三，自从光伏产业出现，供需错配的问题就一直困扰着光伏产业各个环节的企业，各个环节每年的经营情况变化巨大，很难长时间保持稳定，造成这种问题的原因就是光伏产业链过长，各个环节之间又存在一定的壁垒，上下游之间的排产很难步调一致。而且对晶硅的纯度要求高，增产速度慢，增产所需要的资本投入高，加剧了上下游协调的难题。

钙钛矿电池天然垂直一体化的特性让其产业链结构异常简单，上下游不需要太多的协调，其次钙钛矿原材料中没有稀有元素，钙钛矿电池对材料的纯度不敏感，原材料的使用量与晶硅电池有数量级的差距。最重要的是钙钛矿的产能投资只有晶硅的一半左右，这还是在技术发展初期，技术成熟后投资肯定会更低，在很大程度上能避免晶硅电池供需错配等系列问题。

最后，钙钛矿电池的加工能耗很低，从原材料到成品组件，最高不过需要200度的温度，而晶硅动辄需要千度的高温，钙钛矿的能耗优势很大，国家计划在最近这几年将碳交易推广到全行业，传统晶硅高能耗，肯定要付出大笔资金购买碳配额，而钙钛矿电池在碳配额的压力没有那么大。

钙钛矿目前的量产难点在哪？

目前结晶工艺的不确定性是量产的难点，因为钙钛矿的结晶工艺涉及到全新的工艺，没有以往的经验可以参考，而这个结晶工艺又存在很多技术路线，技术路线之间又可以存在很多的穿插，所以需要大量的时间去实验哪一种技术路线效率最高，哪一种路线稳定性最好，根据每一次的数据去修改和优化生产流程，必须要在成本、稳定性、效率等等维度之间，摸索出一个可行的工艺方案，才会量产。

而且现在的中试组件的转化效率有一些低，其实没办法拿去做商业化，以这种转化效率出厂的钙钛矿组件实验性质更强，其本身的性能还不足以成为一个商品，更不可能量产。

其次是稳定性的问题，之前就说过钙钛矿电池的使用年限没有晶硅那么久，现在在实验室已经做出了9000个小时无衰减的钙钛矿电池，看起来钙钛矿寿命的问题已经解决了，其实不是这样的。

实验室改良配方和工艺后，可以试产出很多电池，全部参与实验，其中寿命最高的就是实验室公开的数据，这种数据可以参考，但绝对不是钙钛矿量产后的真实寿命，同一批很多电池可能从5000小时开始衰减，这种产品的一致性不可能拿来商用，所以说钙钛矿的寿命在这一年里确实有很大的提升，但是寿命的稳定性存在巨大的问题，终端不可能买一个寿命一致性如此差的产品。

就钙钛矿目前的商业化进度来说，投资者关注是否还为时过早？

钙钛矿大概还需要2年时间量产，虽说钙钛矿还没有商业化，但设备和材料已经先行了，PVD、涂布、激光这三个主要工艺国内已经有基本成熟的设备供应商了，迈为、大族激光这种都属于很强的上游设备供应商，钙钛矿量产前设备环节会率先起量。

然后就是材料，钙钛矿组件中大概30%的成本都是超白玻璃TCO，国内仅有金晶科技的TCO可以供应薄膜电池的封装玻璃，海外还有一家日本的板硝子，而且金晶应该是已经给钙钛矿企业供货了，TCO的壁垒非常强，金晶已经有点垄断国内的感觉了。