
钙钛矿太阳电池(简称钙钛矿电池,Perovskite Solar Cells-PSC)是指使用具有ABX3相同晶体结构的有机金属卤化物、无机金属卤化物、有机/无机金属卤化物作为光敏层(吸光层)的一类太阳能电池。

一、晶硅效率接近极限,叠层电池是晶硅的下阶段路线
晶硅路线提效缓慢,面临瓶颈难进一步提升。晶硅电池是光伏中最主流的路线,被广泛应用于新能源发电领域。晶硅路线最高效率从2016年突破26.3%以后,花费了7年时间提升到27.1%,提效缓慢且艰难。无论是TOPCon、HJT还是BC电池都属于晶硅路线,其理论极限效率受肖奎极限29.4%的限制,难以再进一步提升。
2026年4月,由隆基绿能自主研发的杂化背接触太阳电池HIBC(Hybrid Interdigitated-Back-Contact Cell),经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)权威认证,光电转换效率达28.13%,其在2026年1月效率达到28.04%后。
基于HIBC电池制备的组件,经美国洛基山国家实验室(NLR,原NREL)认证,效率突破至26.4%,在隆基绿能此前将晶硅组件效率推至26%的基础上再创新高。

叠层电池效率上限44%,比晶硅高14.6pct。钙钛矿晶硅叠层路线自有效率记录以来,7年时间内效率从23.6%提升到33.9%(+10.3pct),提效速度远高于晶硅(+0.8pct),并且高于钙钛矿单节电池(+4pct)。叠层电池效率距其理论极限还有10.1pct,提效空间巨大。从效率表现来看,钙钛矿晶硅叠层和晶硅呈现出代际差异,是眼下众多光伏路线中最有潜力的路线。光伏发展一向以降本增效为目标,叠层电池将会是晶硅的下阶段方案。

二、钙钛矿电池百MW中试线运行成熟,GW线逐步落地
2022年-2023年钙钛矿行业初步显露市场,百MW中试线密集落地。经过2年多稳定运行+小规模出货,钙钛矿迈向GW线逐步落地投产;行业已有京东方+极电光能两条GW单线投产。

三、叠层钙钛矿电池突围主力市场,四端子叠层电池更具量产能力
钙钛矿叠层电池是钙钛矿与其他光伏技术结合,综合利用太阳能中短波长和长波长能量。
通过堆叠不同带隙的子电池(如宽带隙顶电池吸收短波光,窄带隙底电池吸收长波光),实现对太阳光谱的分段利用,大幅减少热化损失,在单节电池基础上进一步提高效率。
n-i-p 型的正式钙钛矿电池在叠层电池中由于没有发现拥有高透过性的空穴传输材料,电流损失较大,效率提升困难。因此叠层电池一般使用p-i-n(型的反式钙钛矿电池)。

钙钛矿具备带隙、组分可调整等优点,因此可调制不同带隙的配方与晶硅等底电池搭配制作叠层电池。
1)2端子:两结叠层电池为主要应用方向,钙钛矿/晶硅叠层目前效率最高。叠层的结数越多,理论上可以获得更高的效率,但是考虑到成本,目前两结叠层电池为主要应用方向;钙钛矿/晶硅叠层效率可达32%+。
2)4端子:但两端子叠层技术难度更高,短期量产难度较大。协鑫光电等运用4端子叠层技术实现电压匹配,量产可行性更高。
四、晶硅大厂、跨界龙头大力布局钙钛矿电池
晶硅厂商新增资本开支,大力布局钙钛矿光伏。2024年之前看到众多晶硅大厂在钙钛矿及叠层技术上有持续的研发投入和小规模设备采购。在2024年即将看到多家晶硅大厂在钙钛矿晶硅叠层路线上新增资本开支,投建研发线或者中试线。随着晶硅厂商的大规模加入,钙钛矿及叠层技术方面的人力、物力、财力相对早期只有创业公司投入的生态截然不同,钙钛矿叠层技术有望加速。
宁德时代、比亚迪等企业跨界布局钙钛矿。宁德时代早在2022年就已经开始进行钙钛矿电池方面研究,目前已有百兆瓦单节电池中试线,并且同时布局钙钛矿晶硅叠层电池。跨界龙头具备创业公司不具备的研发投入和资源支持,宁德时代有望在中试线跑通后开启大规模量产。
京东方等面板厂商跨界布局钙钛矿。OLED面板和钙钛矿组件制备的工艺存在共性,都是大面积镀膜,需要用到蒸镀等方案。面板厂商以及面板设备厂商可凭借自身的工艺优势切入钙钛矿领域,为钙钛矿行业注入新的活力。除此之外可以看到明阳智能、中国核电等跨界玩家均在钙钛矿方面有所布局,钙钛矿技术一旦出现突破,技术扩散和人才流动将会促使行业快速发展。

