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钙钛矿可谓是“当红炸子鸡”，一众资本大鳄下场领投、百兆瓦产线进展如火如荼、GW级规划提上日程、跨界巨头及晶硅龙头强势登陆……行业预期直接拉满。那么问题来了，什么是钙钛矿，钙钛矿何时能落地，谁又是真正的黑马？行业中，通常将钙钛矿称之为继第一代晶硅、第二代薄膜之后的第三代光伏电池技术路线。但钙钛矿太阳能电池中并没有钙元素，也没有钛元素，它是一种与钙钛矿（CaTiO3）晶体结构类似的，以有机无机金属卤化物半导体“ABX3”作为吸光材料的太阳能电池，呈八面体结构，由人工合成。相较于当下主流的晶硅电池，钙钛矿具有高发电量和低成本两大优势，这对于光伏行业来说，是一种具有革命性的新材料。钙钛矿电池主要分为单结和叠层结构，单结层钙钛矿电池结构是类似“三明治”层状的5层结构，结构简单，理论上光电转换效率可以到达33%，也是我国研究钙钛矿企业的首选。目前钙钛矿最高单结效率已达到25.7%，由韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）实现。叠层结构理论效率上限高，全钙钛矿双结叠层转换效率可达45%、三结叠层转换效率可达50%。目前，钙钛矿/晶硅两结叠层电池效率已经达到32.5%，由德国HZB研究中心2022年12月最新认证。国内方面，今年1月，曜能科技官网公示，经中国计量院第三方测试认证，其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%，时隔三个月再次刷新国内转换效率纪录。经过北极星太阳能光伏网梳理，今年2月脉络能源发布消息称，经国家光伏产业计量测试中心认证，其研发的钙钛矿室内光伏电池光电转换效率在1000lux U30光源照射下达到44.72%，为当前世界最高值。成本方面，钙钛矿电池原材料均为基础化工材料，由人工合成，且不含有稀有元素，相比于晶硅电池的硅料来说廉价易得。除原材料不受限制外，钙钛矿电池制备工艺较短。据协鑫光电官网介绍，从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入到组件成型的全工程，整个产业链可高度浓缩在一个百兆瓦的工厂里，时间控制在45分钟之内。此外，钙钛矿材料对杂质敏感度低，对原材料纯度要求也低于晶硅，且可以在低温状态下制备。相比于晶硅1000度左右的高温流程，钙钛矿生产工艺温度不超150度，节省资源的同时，还可降低能耗。在电站端，钙钛矿电池凭借弱光性以及颜色可定制的特点，满足了长时间发电、透光度以及美观性等市场需求，在BIPV和幕墙、阳光房等领域也拥有广阔的市场空间。站在“双碳”风口，加之自身优质属性，钙钛矿仅用10年时间，就走完了晶硅五十年的发展历程。在我国多部国家级文件中也明确提出，推动N型高效电池、柔性薄膜电池、钙钛矿及叠层电池等先进技术的研发应用，行业预期直接拉满。
作为备受瞩目的新一代技术，钙钛矿吸引了一众企业入局。据了解。隆基、通威、东方日升等均在相关领域有所研究，奉行“多条腿走路”的战略原则。而对于非传统晶硅玩家而言，押宝钙钛矿更是一次弯道超车的机会。从近几年市场动态来看，企业或募资发力，或寻求战略合作，纷纷加码布局、强势登陆。首先来看募资研发型企业，光伏作为重资产行业，想要发展自然少不了资本加持。据北极星太阳能光伏网不完全统计，短短两年间，已有9家钙钛矿企业获得数十亿元融资。协鑫光电和纤纳光电融资轮次最多，分别完成了B+轮和D轮融资。根据行业机构预测，投后估值可达25亿、40亿元，背后不乏有腾讯、淡马锡投资、红杉中国、IDG资本、宁德时代、三峡建信等资本“大鳄”。此外，极电光能、仁烁光能也相继完成数亿元Pre-A轮融资，曜能科技A轮获高瓴资本千万投资；无限光能、光晶能源、脉络能源也完成了数千万元的天使轮融资，参投企业涵盖耀途资本、碧桂园、正轩投资等一众明星机构。除此之外，企业还可选择有行业背景的企业或者技术大咖、团队，通过战略合作的方式进军钙钛矿。例如金融设备商古鳌科技、金属制品背景的宝馨科技，以及“水牛奶之王”皇氏集团，均选择通过战略合作的方式切入钙钛矿。企业不断加码下注，百兆瓦级产线相继落地，GW级规划也提上日程，钙钛矿产业进展如火如荼。截至目前，已有7家企业抛出GW级规划，力争3-5年内实现多条GW级量产线落地。
具体来看，极电光能预计2025年实现6GW的产能产线目标，而汽车零部件厂商奥联电子更是制定了力争5年内形成8GW钙钛矿装备和2GW钙钛矿电池组件生产能力的宏伟目标，协鑫光电、仁烁光能、纤纳光电、万度光能也纷纷跟进GW级产线规划。但值得注意的是，钙钛矿还处于从0到1的产业初级阶段，企业产能产线建设及落地情况受到多方关注。根据企业规划，以协鑫光电、纤纳光电、极电光能、无限光能、仁烁光能为首的“原住民”，预计2023年钙钛矿电池百兆瓦级别产线总产能将接近1GW。截至目前国内已有3条百兆瓦产线建成，分别是协鑫光电、纤纳光电和极电光能。协鑫光电组件尺寸为1mx2m，是目前全球最大尺寸的钙钛矿组件，转换效率近16%，预计2023年实现100MW产线基本工艺打通，量产效率目标为18%。2022年7月纳纤光电首批5000片α组件成功发货，尺寸达到1245x635x6.4mm；此外去年2月，纤纳光电全球首个钙钛矿集中式光伏电站一期开工，装机容量为12MW。极电光能方面，2022年12月，150MW全球最大的钙钛矿组件生产线投产；今年3月，极电光能研发的809.8cm²大尺寸钙钛矿光伏组件转换效率达到19.9%，钙钛矿大尺寸组件进程加快。百兆瓦产线外，多家钙钛矿企业也纷纷展开行动。今年1月，万度光能2GW钙钛矿光伏组件研发及制造生产基地项目开工；2月份仁烁光能全球首条全钙钛矿叠层光伏组件研发线正式投产，组件尺寸为30*40c㎡，经日本JET第三方认证，光电转换效率达到29.0%，目前10MW研发中试线已全线跑通，是国内唯一一家建设全钙钛矿叠层组件的企业。同为今年2月，脉络能源钙钛矿组件中试生产线实现工艺贯通，首片大面积（30cm*30cm）钙钛矿光伏组件正式下线；去年7月，鑫磊鑫半导体总投资10.36亿元的1GW钙钛矿光伏组件生产基地项目开工；无限光能10MW级中试线建设也于去年6月启动。作为极具潜力的下一代光伏技术，钙钛矿已然成为行业和资本市场的“宠儿”，面对远超晶硅的可发掘空间，不少企业期待抓住机会，实现弯道超车。而从实验室走向项目应用，钙钛矿仍有多项技术难关有待突破，离真正实现产业化还有一段路要走。量产之争一触即发，谁能乘势而上、率先实现产业化落地，谁将有望成为未来的光伏“黑马”，我们拭目以待！
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