钙钛矿——光伏电池的“明日之星”
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钙钛矿电池效率更高成本更低，商业化趋势初见端倪
1.1、政策助推多元化发展，股权激励再迎发行高峰
钙钛矿电池属于第三代太阳能电池，包括纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型。太阳能电池经历了三段发展时期，第一段属于晶硅电池，晶硅电池先后经历了多晶和单晶之争、N型和P型之争，单晶相比多晶效率更高，初始阶段成本相应也更高，2015年单晶组件市占率不超过20%，2019年已经达到62%，完成对多晶的超越。同时，根据CPIA数据，2021年perc电池市占率达91%，远大于效率更高的N型，未来随着N型不断降本，有望成为市场主流；第二代薄膜电池的发展较为波折，20世纪80年代和2000年至2010年间，薄膜电池均是当时市场主流，但20世纪90年代和2010年后晶硅电池分别凭借效率优势和成本优势快速抢占市场，2021年全球市场中薄膜电池市占率仅为3.8%。目前主流的薄膜电池包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）和砷化镓（GaAs）；第三代新型薄膜电池中既包括钙钛矿太阳能电池，也包括量子点太阳能电池和染料敏化太阳能电池，其中钙钛矿太阳能电池又可分为纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池，钙钛矿电池可分别和晶硅电池或薄膜电池进行叠层，理论上最大的叠层数量是4层。
广义“钙钛矿”是指与CaTiO3结构类似的ABX3型化合物，目前用于太阳能电池发电层的钙钛矿材料一般为有机-无机杂化钙钛矿材料。钙钛矿材料电池命名取自俄罗斯地质学家Perovski的名字，狭义的钙钛矿特指CaTiO3，广义的钙钛矿泛指与CaTiO3结构类似的ABX3型化合物，A代表有机分子（一般为CH3NH3等），B代表金属离子（一般为铅或锡），X代表卤素离子（一般为氟、氯、溴、碘、砹），A、B、X分别对应图2中蓝色、灰色、紫色部分，BX6构成八面体。用于太阳能电池发电层的钙钛矿材料一般为有机-无机杂化钙钛矿材料，该类型的结构是1987年由Weber首次提出。
纯钙钛矿电池中n-i-p型电池结构较为普遍，钙钛矿叠层电池中HJT-钙钛矿叠层电池较为合适。纯钙钛矿电池可分为n-i-p和p-i-n两种器件结构，其中n-i-p结构是指电子传输层-钙钛矿层-空穴传输层的器件结构，p-i-n结构是指空穴传输层-钙钛矿层-电子传输层的器件结构，其中n-i-p器件结构较为常见。钙钛矿叠层电池方面，钙钛矿可以选择和晶硅电池叠层，也可以选择和薄膜电池叠层，其中由于HJT电池结构天然适合与钙钛矿电池进行叠层，因此HJT-钙钛矿叠层电池是较为普遍的产业选择，HJT-钙钛矿叠层电池的顶电池一般为钙钛矿电池，底电池一般为HJT电池，由钙钛矿电池负责吸收短波长的太阳光(紫外+蓝绿可见光)，HJT电池负责吸收长波长的太阳光(红外光)，可以很好的提高太阳能电池的性能。
TCO、HTL、ETL层的可选材料相对较多。在钙钛矿电池结构中，玻璃一般采用超白浮法玻璃；空穴传输层的作用是只允许空穴通过，不允许电子通过，电子传输层则是只允许电子通过，不允许空穴通过，使得空穴和电子分离进而产生电动势，材料上HTL层和ETL层的选择相对较多，各个材料之间存在一定差异，ETL层可以选用TiO2 、SrTiO3、ZnO、SnO2、ZrO2等，HTL层可以选用NiO、CuS、Cu2S、CuO 、MoO3、WO3；
TCO薄膜需满足多项条件，一般选用ITO。透明导电层膜TCO的主要作用是镀在玻璃上使其具有导电性，成为太阳能电池的顶电极，或是在叠层电池中作为晶硅电池和钙钛矿电池的过渡层，以减少表面载流子的复合。TCO薄膜一般需要同时满足透光性、导电性和稳定性，受光面TCO膜需要是较低的载流子浓度防止红外吸收，且需与接触的硅薄膜的功函数匹配，形成良好的欧姆接触。TCO一般通过掺杂来获得一定的导电性，一般可选择ITO（铟掺杂氧化锡，90%In2O3+10% SnO2）、IWO（铟掺杂氧化钨）、AZO（铝掺杂氧化锌）、IZO（铟掺杂氧化锌）等材料，上述材料也可以构成复合膜层而提升器件性能，一般使用较多的ITO。ITO具有良好的光电性能，但ITO由于含有稀有金属铟，价格也相对较贵；
纯钙钛矿电池中胶膜封装一般选用POE胶膜而不能用EVA胶膜。由于钙钛矿材料比较敏感，因此钙钛矿电池在封装的要求相比晶硅电池更高，一般采用POE胶膜而不能采用EVA胶膜，主要原因有两点，一是EVA胶膜的水汽透过率较高，晶硅可以容忍的水汽透过率钙钛矿不能容忍，二是EVA胶膜降解分解会产生醋酸，对钙钛矿材料造成腐蚀，降低电池性能。POE胶膜相比EVA胶膜的封装效果和稳定性更好，但POE胶膜目前同样存在两点问题，一是POE粒子目前仍严重依赖于进口，二是层压工艺上存在打滑等问题。整体来看，尽管各膜层可供选择的材料相对较多，但各档次最优材料或最适合量产材料的确定对于产业化规模降本来说也同样重要。
钙钛矿电池的发电原理本质上依旧是扩散，钙钛矿材料的吸收系数、载流子复合率、载流子迁移率等性能指标均较为优异。光照下钙钛矿材料吸收光子能量，其价带内的束缚电子穿过禁带到达导带，在价带中留下空穴，产生电子-空穴对，这些载流子或成为激子或成为自由载流子，其中，未复合的电子从钙钛矿层传输到电子传输层，进而被导电基底收集，未复合的空穴从钙钛矿层传输到空穴传输层，进而被金属电极收集。在接通外电路情况下，电子和空穴在扩散作用下分别向特定方向移动进而形成电流。钙钛矿材料具有较高的吸收系数，双极载流子传输性质，较低的载流子复合率和较高的载流子迁移率，所以载流子的扩散距离和寿命较长。例如，CH3NH3PbI3的载流子扩散长度至少为100nm，有的钙钛矿材料甚至可以达到1μm，使得钙钛矿电池具有优异的电学性能。
钙钛矿电池的能量损失主要来自于光损失和电损失，对于钙钛矿/晶硅叠层电池还存在电流失配导致的能量损失。光损失：钙钛矿叠层电池的光损失包括不能被吸收的太阳光损失、上表面的反射损失、透明电极或中间层寄生吸收损失。晶体硅的禁带宽度为1.12eV，纯钙钛矿的禁带宽度为1.55eV，钙钛矿-晶硅钙钛矿叠层电池中钙钛矿的禁带宽度为1.73eV，太阳光中能量低于禁带宽度的长波段光子不足以提供足够的能量产生光生载流子，叠层电池的反射损失主要发生在顶电极和底电极的表面，晶硅的折射率约为3.8，空气的折射率略大于1，钙钛矿层的折射率的一般在2.34-2.38，可通过减反处理降低反射损失。图7中白色部分即是不同波长的反射损失，其他部分是各层的吸收情况。叠层电池的寄生吸收损失主要原因为叠层电池中钙钛矿层和硅层吸收光产生光电流，但电子传输层、空穴传输层、透明电极的光吸收不会产生光电流，从而导致寄生吸收损失，通过削减膜层厚度可以降低吸收损失；电损失：是由电子传输层、空穴传输层、透明电极等各层的表面电阻引起，降低膜层厚度一方面可以降低寄生吸收损失，但另一方面也会增加表面电阻，因此优化薄膜厚度使得光损失和电损失之间达到平衡是提高叠层电池性能的重要方式之一；电流失配导致的能量损失：叠层电池的光电流遵循短板效应，即取决于子电池中最小的光电流，因此使得顶电池和底电池的电流匹配也是提高叠层电池性能的重要途径，需要通过不断的计算和模拟以获得最理想的匹配结果。
1.2、钙钛矿电池具有更高实验效率和更低生产成本，稳定性尚待提升
钙钛矿电池的优势：钙钛矿材料吸光性更好且带隙可调，相较于晶硅电池拥有更高理论转换效率和更低生产成本两点核心优势。
钙钛矿电池优势1：晶硅电池理论极限效率为29.4%，钙钛矿叠层电池实验室效率已达到31.3%。
单节晶硅电池理论转换效率上限是29.4%，实验室效率极限约28%，工程极限效率是27.1%。半导体材料本身决定着光伏电池转换效率的上限，而半导体材料的禁带宽度决定了其开路电压和短路电流，一般来说，禁带宽度越大，开路电压越大，而短路电流越小。晶体硅的带隙宽度为1.1 eV，对应单结晶硅电池理论效率极限是29.4%，实验室极限效率约28%，现实条件可实现的工程极限效率是27.1%。
2021年Perc电池量产平均效率23.1%，天合光能210 perc电池量产最高效率24.5%，理论转换效率上限24.5%。根据CPIA数据，2021年perc电池平均转换效率为23.1%，市场占比91.2%，同期2021年异质结电池平均转换效率达 24.2%，n型电池平均转换效率超过24%，市场占比仅为3%；天合光能2022年7月宣布其自主研发的210mm高效p型PERC电池最高效率达到24.5%，已经达到perc电池的理论效率极限，也是天合光能第24次刷新和创造世界纪录；
截至2022年8月，TOPCon电池量产平均效率已达到24.8%，实验室效率已达到25.7%，理论转换效率上限是28.7%。目前晶科能源2022年上半年一期16GW的topcon产能已满产，量产转换效率已达24.8%，同时，截至2022年5月份中来股份1.5GW topcon 2.0电池项目产线已完成爬坡，量产转换效率为24%-24.5%；实验室效率上，2022年4月晶科能源自主研发的182 n型高效单晶硅电池（topcon）转化效率经中国计量科学院第三方测试认证，全面积电池转化效率达到25.7%，而topcon电池的理论转换效率上限是28.7%；
截至2022年8月，HJT电池量产平均效率为24.73%，量产最高效率为25.1%，组件效率接近23%，实验室最高效率为26.5%，理论转换效率上限是27.5%。华晟二期主要生产210微晶异质结半片和高功率组件，通过导入单面微晶工艺、120μm超薄异质结专用硅片、低银耗超高精度多主栅技术和银包铜浆料，以GW级规模生产带动电池效率和成本进入了新阶段。目前华晟210mm尺寸微晶异质结电池片批次平均效率达到24.73%，生产线冠军电池片效率达25.1%，210-132版型冠军组件功率达710W，组件全面转换效率22.9%；实验室效率方面，HJT电池实验室最高效率是隆基2022年6月研发的M6全尺寸电池，其光电转换效率达26.50%，同时迈为和sundrive 2022年9月联合开发出的超高效率微晶异质结电池，效率达到26.41%；HJT电池理论转化效率上限为27.5%。
第二代薄膜电池中碲化镉组件量产平均效率为15.3%，铜铟镓硒组件量产平均效率为16.5%，碲化镉组件实验室效率为21.5%，碲化镉组件理论转换效率上限为32%-33%。薄膜组件由于使用材料较少和能耗较低，整体生产成本较低，且制造工艺简单，可大面积连续生产，同时其弱光效应较好，在光伏建筑一体化和可穿戴设备上具有较好应用前景。目前薄膜电池组件主要问题在于量产效率偏低，根据智研咨询数据，截至2021年铜铟镓硒组件量产平均效率为16.5%，碲化镉组件量产平均效率15.3%，实验室转换效率为21.5%，由美国First Solar完成，最高理论转换效率约32%-33%。第二代薄膜电池中砷化镓电池的实验室效率明显更高，2021年7月 德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)在858纳米的激光下，使用砷化镓电池创下了68.9%的转换效率记录。
2022年协鑫光电的纯钙钛矿1m*2m组件量产效率目标为16%，单节纯钙钛矿电池实验室效率为25.6%，单节理论效率上限是33%，双节和三节分别为43%和50%；钙钛矿-晶硅叠层电池实验室效率为31.3%。由于可作为发光层的半导体材料选择是影响电池效率上限的主要因素，而钙钛矿材料由于带隙可调，可非常接近于最优带隙，因此理论上钙钛矿电池的转换效率可远超晶硅电池。协鑫光电2022年纯钙钛矿1m*2m组件量产效率目标为16%，2023年量产效率目标为18%，当前单结钙钛矿(PSCs)电池实验室最高转换效率达25.6%，由中科院游经碧团队研制。全钙钛矿单层电池的理论转化效率极限为33%，全钙钛矿双结叠层转换效率可达43%，全钙钛矿三结叠层转换效率可达50%左右，远远大于晶硅电池的29.4%。钙钛矿-晶硅叠层电池方面，2022年7月洛桑联邦理工学院(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)共同创造了钙钛矿-硅叠层光伏电池新的世界纪录，达到31.3%。Bruno Ehrler等指出钙钛矿/硅叠层电池中钙钛矿的最佳带隙为1.73eV，在光照AM 1.5G、温度25℃时，2-T钙钛矿/硅叠层电池的理论转换效率上限为45.1%，4-T钙钛矿/硅叠层电池的理论转换效率上限是45.3%。
优势2：更少材料用量、更低材料价格、更低生产能耗、更高组件功率、更长工作时间，导致钙钛矿电池相比晶硅电池具有明显成本优势。晶硅电池组件的最低生产成本为1元/W左右，纯钙钛矿电池在扩大生产规模后理论上可以降至0.5元/W甚至更低，且生产速度更快。根据协鑫光电披露的信息，钙钛矿组件的所有工艺流程都可以在一个工厂里面进行，从原材料到组件只要45分钟。钙钛矿电池的成本节约主要体现在以下几方面：
一是更少材料用量带来的成本下降：材料用量方面，钙钛矿材料用量与晶硅电池中的硅使用量明显更小。0.3μm厚的钙钛矿层便可以完成对太阳光的饱和吸收，根据协鑫光电数据，按晶硅电池中的硅片厚度180μm，60片组件计算，原本需要消耗1kg的硅料，钙钛矿材料只需要2g；根据Oxford PV公司，35 kg 钙钛矿的发电量与7 t 硅（通常用于160 μm 厚的晶片）的发电量相同，规模化生产后钙钛矿材料成本相比晶硅预计将大幅降低；
二是更低材料价格带来的成本下降：钙钛矿材料基本为基础化工元素，不像晶硅电池需要用到稀有金属铟或贵金属银，钙钛矿的储量也十分丰富，不会存在供应瓶颈，且钙钛矿前驱液的制备过程中涉及工艺均较为简单；
三是更低生产能耗带来的成本下降：钙钛矿相比晶硅在生产过程中的能量消耗更少，晶硅在前端硅料和拉棒生产环节都需要1400度左右的高温，电池片生产需要800-900度左右的高温，钙钛矿由于怕高温，生产中最高温度一般不超过120度；
四是更高组件效率带来的成本下降：N型电池片效率一般为25%左右，N型晶硅电池组件效率一般在22%左右，中间会有约2%-3%的封装效率损失，而钙钛矿生产出来就是组件，如果钙钛矿组件可大规模量产且效率能够达到23%，则相比晶硅电池将具有一定效率优势，如果钙钛矿组件效率能够做到25%左右，则相比晶硅电池将会具有全面优势；
五是更长的工作时间，钙钛矿组件更长的工作时间主要源于对杂质的高容忍度和更好的弱光表现：一是钙钛矿材料的基态是单线态，激发态是三线态，对杂质容忍度较高，材料纯度只需90%，自然杂质的扩散不易导致钙钛矿组件的衰减，而晶硅的基态和激发态都是单线态，需要具备6N级以上纯度，晶硅的功率衰减也主要源自于杂质向硅片的扩散；在弱光条件下表现更好，据纤纳光电创始人姚冀众介绍，纤纳光电测试发现，钙钛矿电池在早晚弱光环境下的发电时间比PERC电池多1个小时左右，这让钙钛矿电池一年可以多发电3%至5%。
钙钛矿电池在材料上的劣势：钙钛矿材料本身较为敏感和脆弱，水氧、温度、光照、金属原子扩散等均会影响钙钛矿材料的稳定性。钙钛矿材料作为一种半有机物，本身较为敏感和脆弱，其不稳定性主要受四方面因素影响。一是水氧影响：传统的钙钛矿材料ABX3本身具有很强的吸湿性，能够吸收其周围环境中存在的水分子，当空气湿度达到一定程度后，过多的水分子便会使得钙钛矿材料分解，降低器件性能。以CH3NH3PbI3为例，当空气中的水分子透过空穴传输层到达钙钛矿层后，CH3NH3PbI3便会首先分解为CH3NH3I和PbI2，分解生成的CH3NH3I又会进一步分解成CH3NH2和HI，此时HI会有两种反应，一种分解为H2和I2，二是会与O2反应生产H2O和I2，尽管上述反应均为可逆的，但在较为潮湿环境下以正向反应为主，随着水氧逐步增多，且HI易溶于水使溶液呈酸性，钙钛矿材料会逐步分解；二是温度影响：持续受热或高温不仅会降低钙钛矿电池的稳定性，还会破坏钙钛矿吸光层材料的晶体结构，最终导致器件性能和寿命的不可逆下降；三是光照影响：光照条件下不同传输层材料的选择对钙钛矿材料的稳定性也有影响，传统的钙钛矿电池大多采用TiO2作为电子传输层的材料，但TiO2实际为一种光催化材料，在光照下会与光吸收材料发生反应，将界面上的I-氧化成I2，使钙钛矿材料分解成甲胺和HI，使得电池性能下降；四是金属原子扩散影响：电极一般采用银、铝等材料，金属原子可通过扩散作用进入钙钛矿层，引起钙钛矿材料的分解，同时钙钛矿材料中的卤素原子也会通过扩散作用进入金属电极，腐蚀电极材料，进而造成器件性能的下降。
针对以上存在的不稳定性方面的问题，可从三方面去解决：一是提升器件内部稳定性，二是后钝化处理，三是更先进的封装工艺，钙钛矿电池封装需要满足无腐蚀性成分或分解产物、高体积电阻率、低水气透过率、CTE、柔韧性与薄膜匹配高且环境应力稳定的粘接力、组件层压效率高等要求。首先是提升器件内部稳定，即通过提升各功能层材料的稳定性及结构优化，从而提高器件稳定性；器件内部稳定性的提升，主要包括以下几个方面：提升钙钛矿材料的稳定性（成分或结构改变）、优化传输层（ETL：掺杂的ZnO替代TiO2等、HTL：Spiro-OMeTAD等）和电极材料（碳电极等）的稳定性、在钙钛矿层与空穴传输层或电子传输层之间加入缓冲层，以降低相邻层之间的影响；其次是通过后处理钝化的方式来提升器件稳定性，将钙钛矿层的表面做钝化处理一方面可提升器件效率，另一方面也可以提升稳定性；
最后是采用更为先进的封装工艺，p型电池、n型电池、钙钛矿电池的封装要求逐级提高，钙钛矿电池封装需要使用POE或TPO胶膜而不能使用EVA胶膜。晶硅电池中n型电池的封装要求相比p型电池更高，而钙钛矿电池的封装要求相比n型晶硅电池更为严格。EVA无论成本、生产效率、可靠性以及特殊需要都可满足perc的封装要求，抗PID型EVA可更好满足相关设计要求。钙钛矿电池和n型电池封装需要满足无腐蚀性成分或分解产物、高体积电阻率、低水蒸气透过率、CTE、柔韧性与薄膜匹配高且环境应力稳定的粘接力、组件层压效率高的要求，EVA胶膜由于会降解产生醋酸不能使用，POE（聚乙烯弹性体）胶膜较为合适。POE是由乙烯与α-烯烃无规共聚得到的弹性体，其中α-烯烃是核心原材料。POE胶膜具有更低的玻璃化转变温度、更低的水汽透过率、更好的电气绝缘性能、更好的化学稳定性四大优势，且不依赖配方就可实现。此外，通过使用TPO（热塑性聚烯烃）胶膜、含有吸潮剂的边缘密封胶、增加惰性气体保护等方式也可提高钙钛矿电池组件的稳定性。
经部分公司测试，钙钛矿电池组件可稳定使用超过25年，实际稳定性如何尚待验证。单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，使用寿命一般可达15年，最高可达25年，而钙钛矿电池的不稳定性可以通过封装技术和加工工艺的提升来一定程度的解决。瑞典制造初创公司 Evolar 宣布其钙钛矿电池技术通过了行业标准的加速可靠性测试，结果表明可能会在该领域保持稳定超过 25 年。不过钙钛矿组件在实际商业化应用的场景中具体使用寿命如何，可能还需更多时间去进一步验证。
钙钛矿电池组件中的实际铅含量小于晶硅电池，无需过度担心。钙钛矿材料ABX3中的B位一般为铅离子，铅元素的毒性会造成环境污染，影响人体健康，不过从产业实际对比来看，该问题无需过度担心。一方面，如果把钙钛矿组件和晶硅组件对比来看，晶硅组件在焊带的选择上一般是采用含铅的焊带，焊接是铜箔涂铅，一块晶硅组件的铅含量约为18-20g，相同功率的钙钛矿组件实际铅含量一般不超过2g。从铅含量来看钙钛矿电池相比晶硅更小，如果能解决封装问题，则对环境的影响可以进一步减小；另一方面，目前国内高校和产业界也已经开始逐步研发不含铅的钙钛矿材料，较多研究采用Sn2+作为钙钛矿太阳能电池中Pb2+的替代离子，还有无机非铅的类钙钛矿衍生材料也开始得到越来越多关注，如Cs2SnI6钙钛矿太阳能电池，以及在地面上添加吸附剂等方式。总体来看目前仍存在较多方式可以大幅提升钙钛矿材料本身的环境友好程度。
1.3、 产品、设备、政策三端逐步发力，钙钛矿电池商业化初见端倪
产品端：纤纳光电组件α出货、极电光能正式签单、协鑫大尺寸组件下线，钙钛矿电池从技术讨论逐步走向商业化尝试。2022年5月20日，纤纳光电钙钛矿组件α全球首发，该组件采用纤纳独立开发的溶液打印技术，具有功率高、稳定性好、温度系数低、热斑效应小、不易隐裂等特性，可进行12年产品材料与工艺质保，25年线性功率输出质保；2022年7月28日，纤纳光电在浙江衢州举行了首批α组件的发货仪式，此次发货数量为5000片，用于省内工商业分布式钙钛矿电站；2022年4月18日，极电光能与大冶市人民政府、智能科技在湖北大冶举行“大冶新能源项目签约暨长冶新能源揭牌仪式”，大冶新能源项目装机规模达2.8GW，总投资金额约120亿元；协鑫光电生产的尺寸为1m×2m的全球最大尺寸钙钛矿组件已经下线，投建的全球首条100MW量产线已在昆山完成厂房和主要硬件建设，计划2022年投入量产。2022年以来，可以明显看到钙钛矿电池产业由之前的技术可行性探讨开始逐步走向商业化的尝试，首批尝试商业化的项目有助于头部企业尽早形成可真正商业化的成熟产品，也将极大程度的促进国内钙钛矿产业的后续发展进程。
设备端：晟成光伏钙钛矿电池蒸镀设备已量产交付，捷佳伟创中标某领先公司的钙钛矿电池量产线镀膜设备订单。2021年初，京山轻机子公司晟成光伏投资10亿新建智能装备制造中心，用于新增高端光伏组件设备生产线以及建立制备异质结和钙钛矿叠层电池核心设备研发机构，2021年5月，晟成光伏与业内钙钛矿电池领先企业开展钙钛矿叠层电池技术开发战略合作。经过长时间研发及实验数据验证，2022年6月，晟成光伏钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备已量产，并成功应用于多个客户端。2022年7月10日，捷佳伟创宣布公司“立式反应式等离子体镀膜设备” (RPD)通过厂内验收，将发运给客户投入生产；2022年7月29日，捷佳伟创顺利出货了GW级HIT电池产线设备，并再次中标某领先公司的钙钛矿电池量产线镀膜设备订单。该RPD镀膜设备是捷佳伟创面向钙钛矿电池持续研发的系列核心装备之一，具有多项的自主知识产权和极高的技术壁垒，为钙钛矿电池产业化的实现提供了更可靠的装备保证。RPD设备是纯钙钛矿电池生产过程中的核心设备，镀膜设备的快速成熟将在极大程度推进钙钛矿电池的产业化进程。
政策端：2022年开始中美两国均明确表示支持钙钛矿产业发展，政策助力下产业有望加速成熟。2022年4月2日，国家能源局、科学技术部联合印发《“十四五”能源领域科技创新规划》，在太阳能发电及利用技术方面，研究新型光伏系统及关键部件技术、高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术、高效低成本光伏电池技术、光伏组件回收处理与再利用技术、太阳能热发电与综合利用技术5项光伏技术；2022年6月1日，国家发改委、国家能源局等九部门发布《“十四五”可再生能源发展规划》，规划中强调“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”；2022年8月18日，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等9部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》，实施方案统筹提出支撑2030年前实现碳达峰目标的科技创新行动和保障举措，并为2060年前实现碳中和目标做好技术研发储备，并提出“研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术”。2022年7月，美国能源部 (DOE) 太阳能技术办公室 (SETO) 宣布了 2022 财年光伏研究与开发 (PVRD) 的资助机会，将为降低成本和供应链漏洞、进一步开发耐用的项目提供 2900万美元的资金和可回收太阳能技术，并将钙钛矿光伏（PV）技术推向商业化。可以看到自2022年开始，中美两国对钙钛矿产业发展的重视程度均在逐步增加，政策端的成熟有望加速钙钛矿产业成熟。
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纯钙钛矿电池：可颠覆晶硅的潜在路线，产品化商业化尚需时日
2.1、 纯钙钛矿电池制造环节包括10步，镀膜设备价值量占比较高
纯钙钛矿电池的制造环节包括10步：主受光面TCO和ETL沉积、P1激光划线、钙钛矿层涂覆、HTL层沉积、P2激光划线、背面TCO沉积、P3激光划线、P4激光清洗、层压封装、测试，其中镀膜设备价值量占比较高。
2.2、量产难点在于设备端和工艺端尚未成熟，商业化难点在于实际应用场景中的长时间稳定性数据验证
设备端：钙钛矿层之后的镀膜均匀性问题是量产的核心难点，RPD和蒸镀设备也有待成熟。由于钙钛矿材料较为敏感，当前制约钙钛矿电池量产的核心难点在于钙钛矿层制备完之后，怎样做到在保护钙钛矿层的前提下去实现钙钛矿层之上的均匀镀膜。由于钙钛矿材料在水氧、高温等环境下都会分解，因此磁控溅射PVD或电镀均不能使用，只能使用蒸镀或RPD的方式来进行镀膜，但都会存在镀膜不均匀的问题，导致不同位置发电功率存在差异。同时，由于纯钛钙钛电池是串联结构，电流会取电路中的最小值，即具有短板效应，因此镀膜不均匀会导致各个子电池电流不一致，纯钙钛矿电池只会取其中的最小电流，导致电池或组件的整体效率降低。此外，RPD还存在材料利用率低，维护成本高，设备稼动率不高，专利授权等方面的问题。
工艺端：当前钙钛矿电池的生产工艺路线尚不统一，材料或设备上无法统一供应链而形成规模效应。工艺上，尽管钙钛矿组件的制造设备约70%可以在LCD面板行业中找到，但当前各家从事纯钙钛矿电池生产或钙钛矿叠层电池生产的企业之间，从材料的配方（钙钛矿层，缓冲层材料体系、添加剂和钝化材料），到设备的选择，到工艺流程的控制等环节都不尽相同，短时间内还无法统一供应链而形成规模效应，工艺路线的确定对于规模化降本来说至关重要。
应用场景端：纯钙钛矿电池的蓬勃发展需要建立在对晶硅电池的性价比超越和稳定性验证上，进而在大电站实现规模化商业应用，BIPV并不应是关注重点。由于理论上纯钙钛矿电池的效率相比晶硅电池更优，且成本上相比晶硅电池更低，因此，我们认为纯钙钛矿电池在大电站的规模化商业应用场景才是真正的理想出路。由于BIPV的市场空间相对大电站较小，定位于BIPV市场的纯钛矿矿路线不一定在规模化降本上相比晶硅电池有优势，叠加稳定性尚待验证下，尽管柔性钙钛矿电池组件天然适合BIPV应用，但从产业实际发展来看BIPV的市场不一定真正适合钙钛矿电池的真正崛起。大电站场景下纯钙钛矿电池需要解决的问题是长时间的稳定验证，目前晶硅电池稳定使用寿命可达到25年，而钙钛矿材料在水氧、高温等环境下稳定下较差，实际使用寿命依然有待更多数据进行验证。据极电光能联合创始人邵君介绍，目前业内普遍对钙钛矿电池能否沿用晶硅的IEC测试有疑问，钙钛矿行业亟需建立标准体系。总之，尽早找到合适下游应用场景，依靠较长时间的稳定性验证数据以提高客户端对新技术的接受度，对于纯钛矿电池路线也同等重要。
2.3、产业进展：一级市场异彩纷呈，二级市场宁德率先发力
2.3.1、一级市场：协鑫光电、纤纳光电、极电光能、仁烁光能、大正微纳、无限光能、万度光能，多家企业齐头并进各有亮点
协鑫光电（B轮）：国内纯钙钛矿电池领军企业，率先实现大面积组件量产
团队以范斌博士为核心带头人，已完成B轮融资。昆山协鑫光电材料有限公司的技术团队是以瑞士EPFL博士范斌为带头人，是国内较早从事钙钛矿组件生产线开发的团队。2017年，公司被全球最大的光伏集团协鑫收购，后续道达尔能源、宁德时代等公司陆续成为公司股东。2021年3月完成新一轮过亿融资，凯辉能源基金领投，2022年5月12日，完成数亿元人民币B轮融资，由腾讯创投领投，资金将用于进一步完善公司100MW钙钛矿生产线和工艺。
拥有100MW产线，年内组件效率目标为16%，2025年计划建设5-10GW产线。2019年，协鑫光电的45cm x 65cm 的钙钛矿光伏组件经全球权威光伏组件商业认证机构 TÜV 认证，效率达15.31%；2020年开始建设100MW产线，2022年5月公司1m x 2m钙钛矿光伏组件正式下线，100MW产线也已经在昆山完成厂房和主要硬件建设，计划2022年完成工艺开发并投入量产，2022年组件效率目标为16%，2023年预计达到18% ，2024年公司计划建设1GW产线，组件效率达到20%，2025年计划建设5-10GW产线，组件效率达到22%。
纤纳光电（C轮）：七次刷新钙钛矿小组件效率世界纪录，钙钛矿组件α全球首发
姚冀众博士和颜步一博士联合创立，七次刷新钙钛矿小组件转换效率世界纪录。2015年，姚冀众从英国伦敦帝国理工学院博士毕业后回国，和同学颜步一在杭州未来科技城共同创立了纤纳光电，从事钙钛矿电池的研发生产。2021年1月，公司宣布完成C轮融资，共计3.6亿元，由三峡资本领投,京能集团、衢州金控、三峡招银等资方跟投。公司目前七次刷新钙钛矿小组件转换效率世界纪录，2022年9月23日，公司钙钛矿太阳能小组件在稳态连续输出下的效率提升至21.8％，@19.35cm2，该成果经日本权威机构JET（日本电气安全与环境科技研究所）测试认证，同时公司已获得全球首个钙钛矿加严稳定性测试认证。
拥有100MW产线，实现钙钛矿α组件全球首发。公司在浙江衢州建有国内首个钙钛矿产业基地，2018年，公司20MW基地中试线产能投产，投资额5050万；2020年，杭州纤纳光电宣布，衢州纤纳新能源科技有限公司5GW生产基地落成典礼暨钙钛矿生产线投产仪式举行，总投资额54.6亿元；2022年初，公司100MW钙钛矿规模化产线建成投产；2022年2月开建了全球首个钙钛矿集中式光伏地面电站，电站装机规模为12MW；2022年5月20日，纤纳光电钙钛矿α组件全球首发，该组件采用纤纳独立开发的溶液打印技术，具有功率高、稳定性好、温度系数低、热斑效应小、不易隐裂等特性，可进行12年产品材料与工艺质保，25年线性功率输出质保；2022年7月28日，纤纳光电在浙江衢州举行了首批α组件的发货仪式，此次发货数量为5000片，用于省内工商业分布式钙钛矿电站。α组件每40秒就能制造出一片α组件，实现了高效、稳定、节能的连续性生产。据姚冀众介绍，5000片α组件的顺利出货，标志着纤纳自主研发的钙钛矿产品进入实质性商业化阶段。
极电光能（pre-A）：最早开建GW级产线，规划产能达6GW
核心成员包括M.K.Nazeeruddin教授、郑策和邵君等，300cm²钙钛矿组件效率18.2%。极电光能是长城控股投资的一家专攻钙钛矿光伏、光电及前驱体材料的产业化技术开发和应用的企业, 团队由极电光能首席科学家、全球钙钛矿领域顶级专家、国际知名院士M.K.Nazeeruddin教授领衔。2018年，全球第一批研究钙钛矿太阳电池的技术专家郑策和邵君两位骨干成员加入，长城钙钛矿团队正式形成。在大尺寸钙钛矿光伏组件上（300cm²），2022年公司
创造了18.2%转换新的世界纪录。
使用的是可实现大面积制备、高效率和高稳定性的“极创+”整体解决方案，这也是继2021年公司在63.98cm²组件上取得20.5%认证效率之后的又一重大突破。
150MW钙钛矿电池试制产线即将投产，规划产能已达到6GW。产能方面，公司2022年已在无锡建有4500平方米研发创新中心以及全球规模最大的150MW钙钛矿光伏组件试制线，该产线即将投产，达产后年产值可达3亿元。2022年8月，公司计划在锡山经济技术开发区设立极电光能钙钛矿创新产业基地，项目总投资额30亿元，计划建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线、100吨钙钛矿量子点生产线、全球创新中心及总部大楼。根据北极星太阳能光伏网，极电光能将在2023年的年初投入超过50亿建设6GW的产能，第一期将在2023年建设1GW，2024年、2025年再分别追加2GW和3GW的产能。
与湖北大治全钙钛矿叠层电池领军企业，多次打破世界纪录签约新能源项目，项目装机规模2.8GW。2022年4月18日，极电光能与大冶市人民政府、智能科技在湖北大冶举行“大冶新能源项目签约暨长冶新能源揭牌仪式”。大冶新能源项目装机规模达2.8GW，总投资金额约120亿元。
仁烁光能（pre-A）：全钙钛矿叠层电池领军企业，多次打破世界纪录
南京大学谭仁海教授领衔，150MW量产线落地中。仁烁光能2021年成立，公司创始人为南京大学谭海仁教授，公司成立伊始即获得5000万天使投资，由前协鑫集团拥有丰富产业化经验的核心高管团队参与领投，并负责公司科研成果产业化落地。2022年8月26日，公司完成数亿元Pre-A轮融资，由三行资本领投，中科创星、苏高新创投、金浦智能、险峰长青、云启资本、中财产业基金等知名机构跟投，本次募集资金主要用于150MW钙钛矿组件量产线落地。
全钙钛矿叠层电池转换效率世界纪录保持者，规划5年建设数条GW级别钙钛矿组件产线。2022年6月，仁烁光能宣布小面积全钙钛矿叠层电池稳态认证效率高达28%，该技术已实现超越单晶硅电池的实验室最高效率26.7%，大面积叠层电池认证效率为24.2%，此外，公司通过可产业化制备技术实现了认证效率21.7%的全钙钛矿叠层电池组件。公司10MW钙钛矿叠层研发线已经建设成功，据公司联合创始人沈承勇介绍，仁烁光能预计未来五年内，将建设数条GW级别的钙钛矿电池组件生产线，批量生产效率高、成本低、性能优的钙钛矿电池组件，并深度绑定电动汽车、BIPV及消费电子，致力于在该领域实现市场占有率行业领先的地位。
全钙钛矿叠层电池理论效率更高，难点在于上下两层钙钛矿电池的互联和宽窄带隙的钙钛矿材料研究。谭仁海表示，钙钛矿可以和晶硅或其它吸收红外光的材料进行叠层。这当中，钙钛矿和钙钛矿进行叠层的效率最高的，理论效率可达到43%以上，可实现效率在35%左右，并且将来钙钛矿叠层的成本降幅也更有优势。谭海仁介绍，开发全钙钛矿叠层电池面临着和单层钙钛矿电池类似的挑战。此外，特殊的挑战在于上下两层钙钛矿的互联问题，以及宽带隙和窄带隙钙钛矿材料本身的研究。
全钙钛矿叠层电池理论效率更高，难点在于上下两层钙钛矿电池的互联和宽窄带隙的钙钛矿材料研究。谭仁海表示，钙钛矿可以和晶硅或其它吸收红外光的材料进行叠层。这当中，钙钛矿和钙钛矿进行叠层的效率最高的，理论效率可达到43%以上，可实现效率在35%左右，并且将来钙钛矿叠层的成本降幅也更有优势。谭海仁介绍，开发全钙钛矿叠层电池面临着和单层钙钛矿电池类似的挑战。此外，特殊的挑战在于上下两层钙钛矿的互联问题，以及宽带隙和窄带隙钙钛矿材料本身的研究。
大正微纳：柔性钙钛矿薄膜太阳能电池组件以及相关设备领军企业
组件方面具备10MW产线，大尺寸组件样品预计2022年完成，设备方面狭缝涂覆设备性能指标领先。公司前身为“领旺（上海）光伏科技有限公司”，于2016年在上海成立，为国内第一梯队钙钛矿创业公司。2019年5月公司至镇江市高新区，成立大正微纳。2017年8月；突破大面积电池工艺，第一块大面积柔性组件诞生，100*100mm；2017年12月，柔性钙钛矿电池达到18.5%，当时世界最高记录；中试量产准备。相继在电池稳定性、工艺连续性、设备自动化，封装完善等有重大突破；目前具备10MW产线，2021年4月，MW级柔性钙钛矿薄膜中试产线搭建完毕；2022年4月，启动100MW柔性钙钛矿量产融资及产业化技术准备，大尺寸样品600*1200mm制作中。公司柔性钙钛矿组件已获得国内一线手机厂的测试订单，且与国家能源集团签订试点项目并和镇江谏壁电厂签订合作协议。设备方面，公司狭缝涂覆设备性能指标领先：实验室级别 100*100mm，350*350mm，量产600*1200mm，研发型狭缝涂覆设备，刀头宽度范围：Max 350mm，膜厚均匀性：±3%。
万度光能：全丝网印刷工艺生产，规划产能10GW
公司集成了国际上第一个万瓦级钙钛矿示范型实验电站。万度光能自成立以来在极短时间内实现了全球最大面积3600cm2钙钛矿组件，并集成了110㎡国际上第一个万瓦级钙钛矿示范型实验电站，在器件成本控制、大面积及稳定性方面达到国际领先水平，取得一批具有自主知识产权的原创性研究成果，开发了可印刷钙钛矿太阳能电池技术，成功实现高效、稳定和低成本的太阳能电池。
全丝网印刷工艺生产，成功后产能将扩大至10GW。公司投资60亿元用于可印刷介观钙钛矿太阳能电池生产基地项目，投建了全丝网印刷工艺生产的 200MW 介观钙钛矿组件产线，正式签约落户湖北省鄂州市葛店经济技术开发区。公司的核心目标是在廉价条件下获得高效稳定的太阳能电池技术，为实现平价光伏发电提供新的途径。该项目占地面积约110亩，拟分两期建设，第一期建设一条200MW级可印刷介观钙钛矿太阳能电池大试线落地，成功后扩充至10GW产能，满足光伏市场对廉价太阳能电池的需求。
无限光能（天使轮）
承接清华大学科研成果，2022年三季度完成试验线建设，计划2024年建成100MW商业化量产线。无限光能承接了清华大学太阳能转化与存储实验室的科研成果，联合薄膜太阳能电池、OLED、半导体设备等相关领域的技术专家，组成公司核心产业化团队，致力于开发高效率、长寿命、低能耗、低成本、多应用场景的钙钛矿光伏技术。2022年6月，无限光能获数千万元天使轮融资，耀途资本、光跃投资、碧桂园创投等领投。融资资金将用于大尺寸钙钛矿太阳能电池模组试验线的建设、扩充研发及量产技术团队，预计将在三季度完成试验线建设，年内实现大尺寸电池模组批量下线。下一步，公司将启动10 MW级中试线建设，进一步优化工艺参数，建立标准化操作流程，培养工艺技术人员，为实现2024年建成100MW级商业化量产线奠定坚实基础。
2.3.2 二级市场：宁德搭建中试线，西子节能入股众能光电
宁德时代
2022年5月5日，公司表示钙钛矿光伏电池研发进展顺利，目标尺寸1.2mx0.6,正在搭建中试线。
西子节能
参股公司众能光电为国内钙钛矿组件和设备领先企业，在建钙钛矿组件产能200MW。公司参股10%的杭州众能光电科技有限公司在国内专业从事钙钛矿太阳能光伏组件以及相关装备的研发和产业化，公司核心研发团队由海外院士，国家万人，杰青等业内领先专家组成，拥有近20项发明和实用新型专利，主要从事薄膜光电器件和相关装备的研发和生产。公司拥有业内领先的钙钛矿太阳能电池生产线的供货业绩，64cm2和3000cm2的组件效率分别达到20%和17%，处在国际先进水平，在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能达到200MW/年。截至2021年末，钙钛矿激光划线刻蚀设备出货50台套，钙钛矿PVD设备出货量30台套，具有国内首个准MW级整体生产线供货业绩。
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钙钛矿叠层电池：主流企业布局彰显信心，HJT-钙钛矿叠层发展路径愈发确定
3.1、钙钛矿与Topcon叠层需做较多改造，理论上与HJT叠层更为合适
异质结电池和钙钛矿电池做叠层更为理想，可发挥异质结电池填充因子高和开压高的优势，topcon电池和钙钛矿电池做叠层需改动环节相对较多，且会减少topcon电池电流高的优势。一般来说，相比topcon电池，异质结电池与钙钛矿电池进行叠层更为理想。一是异质结电池结构相比topcon电池本身更适合叠层：因为钙钛矿电池与异质结电池进行叠层，异质结电池表面本身就是TCO，异质结电池的产线无需做更改，而topcon电池与钙钛矿电池进行叠层，topcon正面的氮化硅和氧化铝由于是绝缘体不能导电，需要先把氧化铝和氮化硅去掉，或加入进一步掺杂和钝化工艺；二是topcon电池与钙钛矿电池进行叠层的话自身基于电流高的效率优势会被浪费：从实际量产效率来看，topcon和异质结相差不大，但效率的构成参数不同，异质结电池电压高，电流低，topcon 电池开压不高，但电流比较高，主要原因为异质结表面 TCO的透光性不如topcon表面的氮化硅。如果做叠层电池，异质结受光面 TCO 依然是 TCO， topcon 表面也需要变成 TCO ，那么topcon电池本身电流高的优势就没有了，理论上钙钛矿-topcon叠层电池的效率相比HJT-钙钛矿叠层电池更低。不过钙钛矿-topcon叠层电池依然值得关注，2022年6月，澳大利亚国立大学Klaus Weber，北京大学周欢萍以及晶科能源Peiting Zheng等人使用topcon晶硅电池作为底部电池，以及钙钛矿薄膜作为顶部电池，制备了单片钙钛矿/topcon叠层器件。该器件的效率为27.6%，相关工作发表于《Advanced Energy Materials》。
3.2、钙钛矿/HJT叠层电池为串联结构，可输出超高电压提高转换效率
钙钛矿与异质结具有良好的叠层电池匹配度，可形成较单结 PSCs 效率更高的叠层电池。异质结是指将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅基片上，在交界面形成的空间电荷区（PN结），具有单向导电性。具有本征非晶层的硅异质结电池片中同时存在晶体和非晶体级别的硅，非晶硅能更好地实现钝化效果，提高开路电压和转换效率。叠层电池根据禁带宽度从小到大，可依次将不同材料按从底向顶顺序而组成。叠层电池上面是钙钛矿电池，底下是异质结电池，钙钛矿吸收中短波长的光，中长波的光透过钙钛矿由异质结吸收，通过光学和叠层的设计来输出超高电压。在转化率贡献上，异质结可以贡献25%-26%的转化率，而钙钛矿叠层则是增加其3%-5%增量效益。值得注意的是，由于钙钛矿电池与硅异质结电池均为P-N结构，如果将二者直接串联，接触界面会形成反PN结，导致电压相互抵消而不导电，需要增加过渡层，隧穿结或过渡层也是P-N结构，过渡层需要同时满足可导电、透光性好、有一定厚度几个条件，来联接两个子电池。
3.3、微晶、钙钛矿叠层是HJT电池提效主要手段，关注HJT降本进展
钙钛矿-异质结叠层电池是基于晶硅产业进行发展，相比于纯钙钛矿电池路线有望率先实现量产。对于许多有硅技术积累的公司来说，晶硅叠加钙钛矿是一个既能利用原有产线和技术积累、又能降本增效的路线，且不像纯钙钛矿电池一样需要完全重塑产业链，相比于纯钙钛矿电池可能更有希望率先实现量产。
HJT电池主要增效路径：双面微晶工艺和HJT-钙钛矿叠层。目前对于异质结电池来说，将转换效率进一步提高的路径主要有两种，一是微晶工艺，通过PECVD制作的微晶n层较非晶n层主要是FF具有优势，效率绝对值高0.2%以上，且电流相对较低，后续优化方向为微晶硅氧n层，同时组件端CTM对比，微晶n层工艺比非晶n层效率绝对值高接近1%；二是HJT-钙钛矿叠层电池，HJT-钙钛矿叠层电池实验转换效率目前已达到31.3%，超过晶硅电池的实验室效率。纤纳光电创始人姚冀众表示叠层电池中约有2/3的转换效率来自钙钛矿，1/3来自晶硅层，钙钛矿-异质结叠层电池的量产目标效率28%。
HJT电池主要降本路径：硅片减薄、少银化和少铟化。异质结电池目前硅片薄片化、TCO降本（少铟或无铟）、银浆降本（银包铜或铜电镀，新型种子层开发）。硅片减薄方面，硅片成本是电池片成本构成中的主要环节，通过使用更薄厚度的硅片可以较大幅度降低硅片成本；银包铜方面，假定银浆价格为7000元/kg，当HJT银浆单W消耗由27mg降至17mg时，则会带来单W成本 0.07元的下降。由于钙钛矿-异质结叠层电池是基于异质结之上进行发展，因此HJT电池的具体降本增效进展对于叠层电池的影响也相对较大。
3.4、钙钛矿-异质结叠层电池发展路线逐渐清晰，主流企业均已有技术储备
3.4.1、已有中试线：华晟新能源、牛津光伏。
华晟新能源—异质结领军企业，明确钙钛矿-异质结叠层电池发展路径
已完成HJT-钙钛矿中试线，实现M6大面积叠层均匀制备，计划2025年实现G12异质结钙钛矿晶硅叠层电池效率30%。2022年9月2日，安徽华晟新能源科技有限公司CEO周丹在上海作主题报告《HJT的量产现状与展望》。周丹表示，作为业内首家同步布局单面微晶、双面微晶、HBC、铜电镀、HJT/钙钛矿叠层电池研发的企业，华晟拥有清晰的叠层电池工艺路线及发展规划，目标在2025年，实现G12异质结钙钛矿晶硅叠层电池效率30%，G12-132组件功率840W+。公司已完成HJT-钙钛矿中试线，实现M6大面积叠层均匀制备，在相关知识产权布局上也已初见成果。
现有HJT电池、组件产能各2.7GW，“十四五”期间规划产能达20GW。华晟新能源现已拥有高效HJT电池、组件产能各2.7GW，另有在建产能7.5GW，规划“十四五”期间实现总产能20GW；2022年1月25日，总投资57亿元的华晟新能源5GW异质结电池及组件项目落户无锡市锡山经济技术开发区。2022年4月29日，华晟三期4.8GW双面微晶异质结智能工厂项目第一阶段2.4GW高效异质结工厂土建招标已正式挂网，于5月26日开工。4.8GW项目将在2023年Q1-Q3分两期完成全部设备搬入和调试投产；2022年5月，华晟新能源与大理州政府、华能澜沧江水电股份有限公司正式签署合作协议，将在大理经济技术开发区落地5GW双面微晶高效异质结电池与组件项目，项目首期规划建设2.5GW高效电池与组件产能。
牛津光伏—金风科技入股，已有100MW钙钛矿叠层电池产线
2020年实验室效率接近30%，已有100MW钙钛矿叠层电池产线。牛津光伏成立于2010年，是钙钛矿-硅串联太阳能电池的制造商。2019年3月，金风科技与牛津光伏联合宣布，金风科技以战略投资者身份领投牛津光伏D轮融资，投资金额2100万英镑。2020年12月牛津光伏宣布，其钙钛矿/硅串联结构的效率再创新高，已接近30％的里程碑，达到29.52％。2021年7月，牛津光伏Oxford PV宣布，其已经完成了位于德国勃兰登堡的100MW钙钛矿叠层电池生产线的安装，有望在2022年初开始钙钛矿电池的商业生产。
3.4.2、已有实验线：晶科能源、通威股份
晶科能源—建立大面积钙钛矿电池及组件研发线，Topcon/钙钛矿叠层太阳能电池效率达27.6%。
已建立大面积钙钛矿电池及组件研发线，Topcon/钙钛矿叠层太阳能电池效率达27.6%。晶科能源表示，正推动钙钛矿电池技术从实验室研究到未来产品量产工艺方案的开发，已建立大面积钙钛矿电池及组件研发线，与国内外知名高校建立了产学研合作。2022年6月，澳大利亚国立大学Klaus Weber，北京大学周欢萍以及晶科能源Peiting Zheng等人使用Topcon结构的晶硅电池作为底部电池，以及钙钛矿薄膜作为顶部电池，制备了单片钙钛矿/Topcon叠层器件，该器件的效率为27.6%。2022年10月17日，晶科能源再次创造了182尺寸大面积 N 型单晶钝化接触（TOPCon）电池转化效率26.1%的世界纪录，且电池量产平均效率超过24.8%，Topcon电池及组件的各项指标正在稳步提升。
通威股份—钙钛矿实验室已经建立完成，首块钙钛矿电池有望年内下线
钙钛矿实验室已经建立完成，首块钙钛矿电池有望年内下线。根据公司2022年中报，通威股份已全面开始了对钙钛矿/硅叠层电池的研究与开发，目前公司HJT电池最高实验室效率已达25.67%。公司董事长谢毅表示，钙钛矿实验室已经建成，预计2022年首块钙钛矿电池将下线。
3.4.3、中试线规划建设中：宝馨科技、杭萧钢构、曜能光电
宝鑫科技—异质结新进入者，同步布局钙钛矿-异质结叠层
新布局2GW异质结电池项目，并与苏州大学教授彭军、杨新波签订合作协议，计划2年内完成100MW钙钛矿或HJT-钙钛矿叠层电池产线。宝馨科技此前在安徽怀远总投资16.8亿元布局HJT项目，一期建设2GW的N型高效太阳能电池片及高效光伏组件。2022年8月31日，宝馨科技拟与苏州大学特聘教授和博士生导师彭军、杨新波签订《项目合作框架协议》并建立项目公司，其中，宝馨科技拟对项目公司增资6000 万元，项目公司将在增资后6个月内完成“钙钛矿电池和HJT-钙钛矿叠层电池研发实验室”的规划建设与研发团队建设，开展钙钛矿电池和HJT-钙钛矿叠层电池实验级产品开发、量产生产工艺开发等研发工作，并在未来 2 年内完成“100MW 级钙钛矿电池或HJT-钙钛矿叠层电池产线”的工艺规划、技术路径设计和产线的整体建设。
与张春福教授、朱卫东副教授、大禹实业成立合资公司，继续加码HJT-钙钛矿叠层电池研究，5年内完成钙钛矿异质结电池叠层量产的目标。2022年9月20日公司宣布拟与张春福教授、朱卫东副教授、安徽大禹实业集团有限公司就“HJT-钙钛矿叠层、钙钛矿电池”产业化技术开发及产品推广达成合作意向，拟签署《项目投资合作协议》及成立合资公司。合资公司负责开展钙钛矿-异质结叠层电池技术的研发、开展钙钛矿-异质结叠层电池产业化技术研究以及商业化解决方案推广，并将相应技术应用于公司异质结电池项目，预计后年进入中试阶段，5年内完成钙钛矿异质结叠层电池量产的目标。
杭萧钢构—2022年底投产首条100MW晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线
计划2022年底投产首条100MW晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线，目标转化效率为28%以上。2022年7月6日，杭萧钢构在互动平台上表示，子公司合特光电计划2022年底投产首条100MW晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线，目标转化效率为28%以上。根据持股计划中约定的“业绩考核”要求，合特光电要在不晚于2023年5月10日实现高转化效率钙钛矿/晶硅薄膜叠层电池100兆瓦中试线投产，且电池转化效率达到28%以上。电池的生产设备是根据公司自主设计的生产工艺，向相关设备供应商进行定制采购，生产的高效电池可直接应用于合特的BIPV系列建材产品。
曜能光电（A轮）—2022年下半年开始建设中试车间，预计2023年建成
2022年7月到北京中关村通州园就“中试线场地”选址考察，预计2023年底建成投入使用。北京曜能科技有限公司成立于2017年，是全球最早进行钙钛矿太阳能电池产业化研发的团队之一，公司团队成员自2013年起在美国开始进行钙钛矿太阳能电池技术研发。2021年8月，高瓴气候变化投资团队参与了曜能科技数千万A轮融资。曜能科技的钙钛矿/晶硅叠层光伏技术，能够与晶硅技术深度结合，突破传统单结太阳能电池的产业化光电转换效率极限，进一步降低光伏发电成本。公司计划2022年下半年开始建设中试车间，7月公司项目组到中关村通州园就“中试线场地”选址进行考察，预计2023年底投入使用。
3.4.4、研究阶段：隆基绿能、晶澳科技、天合光能、东方日升、中来股份、爱康科技、聆达股份
隆基绿能：公布钙钛矿-异质结叠层电池专利，该叠层电池包括底电池、空穴传输层、钙钛矿吸收层和透明导电层。
晶澳科技：研发中心积极研究和储备 IBC 电池、钙钛矿及叠层电池技术，保持核心竞争力；
天合光能：根据公司2021年年报，天合光能正在开展钙钛矿/晶硅两端叠层太阳池的设计、制备研究，进展或阶段性成果包括参与国家重点研究技术，聚焦高效N型Topcon/钙钛矿叠层电池及高效HJT/钙钛矿叠层电池的研究，完成钙钛矿调研报告、完成稳定性测试系统搭建，拟达到目标：钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳电池效率大于29%；
东方日升：公司有一支团队主攻钙钛矿技术的研究，主要研究方向是叠层电池，目前研究成果处于保密阶段。2022年投建钙钛矿及叠层电池实验线；
中来股份：2021年年报显示，公司为了开发新一代的高效叠层电池技术，提前布局下一代产品，提升公司竞争力，中来投入研发钙钛矿/Topcon叠层电池关键技术，以达到正面效率大于26%的目标。2022年8月，中来股份表示，公司的钙钛矿叠层电池正在研发中，现阶段重点在研发匹配钙钛矿的底层电池；
爱康科技：涉足钙钛矿材料与HJT叠层电池技术的研发；
聆达股份：2022年6月21日，聆达股份在互动平台表示，目前公司钙钛矿电池技术仍处于研究论证与规划阶段。
（开源证券）