钙钛矿，未来的新能源之星

毫无疑问，当今的光伏市场是晶硅的天下。但晶硅光伏的效率却快要达到天花板了。过去在60多年的时间里，已经有三代太阳能电池发展出来。

第一代是以硅材料为基本材料的太阳能电池，是目前最成熟的主流商业电池；

第二代是薄膜太阳能电池，以铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)电池为代表，相比第一代具有厚度薄、光电转化效率高等的优势，但部分因素也限制了这类电池的发展，如部分材料储量稀少或有毒性，制备过程复杂等；

第三代为新型太阳能电池，主要包括钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池。

《日本经济新闻》也集结部分专家，对太阳能、风能、核电、二氧化碳回收等5个领域备受瞩目的11项脱碳技术的普及程度进行了评估，结果发现，在即将实现商用的领域中，最引人关注的是下一代太阳能电池——钙钛矿电池，其可能成为能源行业的“游戏规则改变者”。

专家指出，钙钛矿太阳能电池凭借高效率、低成本、低能耗、应用场景丰富等特点，在降低光伏成本革命中备受关注，但其耐用性和稳定性仍需进一步提高。

钙钛矿成为下一代新能源新秀

2013年，《科学》杂志评选十大突破，钙钛矿太阳能电池入选，被称为最有前景的下一代光伏技术。

《日本经济新闻》在报道中指出，当前，钙钛矿电池主要有单结钙钛矿电池和叠层钙钛矿电池。叠层钙钛矿电池指钙钛矿层可堆叠在彼此之上，也可堆叠在传统晶硅太阳能电池之上，形成能吸收更宽太阳光谱的“串联”电池。

据美国《华尔街日报》网站近日报道，单结钙钛矿电池的理论转换效率可达33%，而钙钛矿/硅串联电池的理论转化效率可达43%，都超过单晶硅电池29.4%的理论转换效率。今年6月，阿卜杜拉国王科技大学称，该校研制的钙钛矿/硅串联太阳能电池的转换效率高达33.7%，创下世界纪录。

此外，钙钛矿电池还具有轻、薄、可弯曲等特点，可铺设在传统硅基电池无法覆盖的墙壁表面或列车车顶，操作工序十分简单，且价格几乎减半。东京大学教授濑川浩司的测算显示，到2030年日本钙钛矿电池覆盖的面积最大可达470平方公里，发电能力为600万千瓦，相当于6个核电站。

钙钛矿引来国际投资潮

在全球脱碳浪潮下，硅基电池的性能正在接近其理论极限，钙钛矿太阳能技术已成为众多企业眼中的“香饽饽”。

欧洲PEPPERONI项目于去年11月1日启动，旨在推进欧洲大陆的叠层太阳能光伏电池的制造和产能，重点关注钙钛矿/硅叠层电池，这一项目将持续4年，由“欧洲地平线”计划与瑞士教育、研究和创新秘书处共同资助。

法国光伏组件商Voltec Solar和法兰西岛光伏研究所合作，计划到2030年建设一处规模达5吉瓦的钙钛矿/硅串联太阳能电池“超级工厂”。法兰西岛光伏研究所总经理罗杰·德罗兹多夫斯基-施特雷尔表示，这是一场技术革命，与传统技术目前可实现的最佳效率相比，它不仅能够在光伏组件层面实现30%的效率，还能通过利用回收材料，减少能耗和材料消耗。Voltec Solar公司总经理卢卡斯·韦斯则强调，串联技术将是未来十年的主导光伏技术。

英国牛津光伏公司计划今年推出其商用钙钛矿/硅叠层电池，预计转换效率为27%。该公司也计划在德国柏林附近扩建其试点工厂，并在2030年左右将生产规模扩大到10吉瓦。

尽管钙钛矿还没有完全产业化，更没有对传统晶硅技术路线产生实质性的威胁。但是旧势力与新玩家之间的火药味已经逐渐弥漫。

产业资本、晶硅巨头们尽管对钙钛矿有所涉猎，但更多是出于维护自身晶硅传统势力，或者是纯粹的技术储备，大多停留在实验室阶段，缺乏中试和兆瓦级生产线。

新玩家们则已经开始筹划着打开光伏市场天花板。

今年4月，七国集团气候、能源和环境部长会议发布《联合声明》称，将“推进钙钛矿太阳能电池等领域的技术革新”。

这是一个真正可以颠覆当前光伏产业的技术。据中国工业和信息化部发布的数据显示，2022年中国光伏产业链各环节产量再创新高，行业总产值突破1.4万亿元人民币。一旦钙钛矿技术完全成熟，晶硅产业链上的所有企业都将会面临前所未有的压力。