撰文 | Penn
编辑 | 小雨
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2025年,全球光伏产业链进入深度调整期。
经历前几年的狂热扩张后,一场由严重产能过剩引发的残酷洗牌正席卷全产业链。硅料、硅片、电池片、组件四大环节均承压运行,产能出清与技术迭代成为贯彻全年的主线,行业在阵痛中寻找新的平衡点。
晶硅电池技术经过数十年发展,效率提升至27%左右,已接近理论极限,且制造成本受制于高纯度硅料与复杂工艺,进一步下探空间有限。技术进步触碰“天花板”,也是当前光伏行业内卷式困局的重要原因。
因此,在光伏行业整体竞争激烈的背景下,技术迭代与差异化竞争成为破局关键。钙钛矿这项被誉为光伏“新物种”的技术,诞生10余年来效率迅速跃升,实验室效率已经媲美晶硅,现在是否真到了颠覆行业的临界点?
据中国华能消息,8月23日,中国华能在青海省共和光伏园区建成投产全球首个5兆瓦商用级钙钛矿光伏实证基地,标志着我国钙钛矿光伏技术从实验室阶段迈向规模化示范应用。
项目采用先进光伏组件,将验证先进钙钛矿光伏在强紫外高辐照环境下的发电性能与可靠性,支撑我国钙钛矿光伏技术迭代升级。
图说:全球首个5兆瓦商用级钙钛矿光伏实证基地投产
钙钛矿并不是一种天然矿物,它既不含钙,也不含钛,而是泛指一类具有特殊晶体结构的化合物。这类物质最早发现于钙钛矿石中的钛酸钙化合物,因而得名。在光伏领域,钙钛矿材料独特之处在于它的光吸收能力极强,能够高效地将太阳能转化为电能。
据了解,TOPCon电池、HJT(异质结)电池和IBC(背结)电池的理论极限效率分别为28.7%、28.5%和29.1%,且所能提升的空间较有限。而单结钙钛矿电池的理论极限效率为33%,钙钛矿叠层电池的理论极限效率甚至可以突破40%。
上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠表示:“钙钛矿叠层电池是未来量产光伏电池极限效率突破30%的重要路径。”
与传统硅基光伏材料相比,钙钛矿不仅具有更高光电转换效率潜力,且在生产过程中更加节能环保,成本也更低廉。这些优势让它在众多光伏技术路线中脱颖而出,成为备受关注的“明星️”。钙钛矿光伏技术一旦规模化商用,对光伏产业破局和能源转型意义重大。
在光伏行业,效率与成本是永恒的命题。在效率方面,钙钛矿材料可以人工灵活调整“配方”,充分利用不同波长的太阳光,将其转化为电能。单结钙钛矿理论效率超30%,叠层电池可达40%以上,远超晶硅电池。
在成本方面,钙钛矿电池制备工艺简洁高效,从原材料到成品组件的转化,在单一工厂内即可完成,生产速度也远超晶硅,有望大幅降低生产门槛与成本。同时,钙钛矿还可大幅拓宽光伏应用空间,有助于企业进行差异化竞争。
图说:传统钙钛外观(上)与主流钙钛矿结构(下)
随着多家企业在钙钛矿领域的持续加码,钙钛矿电池的产业化进程正在加速,即将迎来商业化应用的曙光,2025年也被认为是钙钛矿量产的元年。
今年以来,技术迭代推动组件效率持续提升。2025年3月,纤纳光电19.48cm²组件转换效率超24%;2025年6月,仁烁光能0.72m²量产商用组件转换效率超19%;2025年4月,隆基绿能钙钛矿/晶硅两端实验电池转换效率达34.85%;协鑫光电预计2025年底其商用量产组件转换效率达26%。
与此同时,2022年-2023年钙钛矿电池初步显露市场后,百MW中试线密集落地。经过2年多持续改进、稳定运行和小规模出货,钙钛矿GW级产线正在逐步落地投产,产能建设将迈入GW量产新阶段。
目前,行业已有京东方、极电光能两条GW单线投产。其中,今年2月,极电光能建设的全球首条GW级钙钛矿光伏组件生产线投产运行,这标志着钙钛矿技术正式迈入GW级规模化量产的新纪元。
据国海证券不完全统计,国内明确规模的钙钛矿组件产能规划已超33GW。纤纳光电、协鑫光电、宁德时代等GW产线线有望于今年下半年投产落地,26年仁烁光能等厂商亦有望跟进GW线投产。
随着钙钛矿头部企业GW线产线贯通与产品下线,钙钛矿电池技术的日益成熟将为未来大规模商业化应用打下坚实基础。
图说:国内钙钛矿产能规划
值得注意的是,隆基绿能、通威股份、晶科科技、天合光能、正泰新能、华晟新能源、阿特斯等晶硅电池头部企业均已投入钙钛矿—晶硅叠层电池研发,有的已经建成百MW级产线。
天合光能董事长高纪凡曾表示,今年拟建钙钛矿中试生产线。华晟新能源董事长徐晓华曾表示,目前已建成100MW钙钛矿产线,预计将于下半年交付首批实证组件,探索异质结和钙钛矿叠层的技术路径。
隆基绿能相关负责人称,钙钛矿叠层电池的理论效率极限可达43%,被公认为是突破单结晶硅电池效率极限的主流技术方案。隆基始终强调钙钛矿与晶硅技术的互补性,未经长期可靠性验证的技术,都不会盲目量产。隆基提出“创新+协同”战略,一方面加大钙钛矿、氢能等前沿领域投入;另一方面携手全球合作伙伴打造开放创新生态,推动技术落地。
通威股份表示,其钙钛矿叠层电池效率已达34.17%,已经完成兆瓦级试验线设备选型论证及布局规划。
业内人士指出,企业对钙钛矿的热衷,在于已经意识到投资晶硅几乎都是亏损,而光伏又是一个巨大的市场,钙钛矿成为“唯一的选择”。
图说:极电光能GW级钙钛矿光伏组件量产线
据中国光伏行业协会(CPIA)预测,到2030年,中国钙钛矿光伏组件的渗透率有望达到30%。中商产业研究院预测,2024年中国钙钛矿电池新增产能将达2GW,2030年将达到161GW。
钙钛矿电池在迈向“颠覆”的道路上,也面临着重重荆棘。稳定性是当前一大短板,在水、氧、光、热的长期侵蚀下,钙钛矿电池性能衰减问题亟待解决;生产规模扩大,大面积制备时如何保证薄膜均匀性、减少缺陷,也是一道工艺放大难题。不过长期看,若大面积高效率和长期稳定性突破,钙钛矿可能颠覆传统光伏格局,成为光伏市场主流。
在行业巨头、初创新贵和设备生产商陆续入场的背景下,钙钛矿这一技术路线是否会重蹈覆辙,形成一场新的“内卷”?
协鑫光电董事长范斌对经济观察报表示,短时间内没有看到钙钛矿会像TOPCon一样进入“内卷”的趋势,因为“钙钛矿比晶硅复杂很多”。
范斌说,晶硅在生产过程中不涉及大幅度的材料改进,始终是硅料、硅片,而钙钛矿的原料则由不同分子结合而成,每一个新的配方都是一款新产品。因此,一旦钙钛矿出现原料上的变化,生产设备和生产工艺都需要进行适配,这就要求设备具备很强的柔性化生产能力。
因此,范斌认为,无论是TOPCon、BC还是异质结,都不是对光伏电池本质上的创新,而钙钛矿是一个从无到有的产品,且上升空间非常大,“当一个产品没有上升空间时,就会‘内卷’,钙钛矿也许十多年后会到这个阶段”。
首图来源:中国华能
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参考资料:
[1]http://qh.people.com.cn/n2/2025/0824/c182775-41331182.html
[2]http://m.ce.cn/gp/gd/202410/24/t20241024_39179230.shtml
[3]https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_27034688
[4]https://chuneng.ofweek.com/news/2024-07/ART-180222-8420-30640906.html
[5]https://www.news.cn/energy/20250703/093c857522434ce1a60f76711ce6e73a/c.html
[6]https://news.solarbe.com/202508/12/50005964.html
[7]https://www.eeo.com.cn/2025/0621/733585.shtml
[8]20250702-东吴证券-钙钛矿行业深度之二:效率持续提升、GW线逐步落地,钙钛矿产业曙光渐近
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