虎嗅注：近期，奥联电子（300585.SZ）因宣称入局光伏产业后被央企“打假”，在前期大涨逾200%以后经历了大跌，还被证监会立案调查。而各方关注的漩涡中心，即是奥联电子公告中的“胥明军”是否具有丰富的钙钛矿行业经验。那么，这项光伏技术，凭什么能成为股价预期的支柱呢？
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本文来自微信公众号：能链研究院（ID：NEWLINK_RESEARCH），作者：格克，原文标题：《渐进式改良VS颠覆性创新，谁能代表光伏电池的未来？》，题图来自：视觉中国
良率，制造业的生命线。
仅以光伏电池生产为例，现有技术，PERC（发射极和背面钝化电池）需要10步，TOPCON（隧穿氧化钝化电池）多达12~13步，最短的HJT（晶体硅异质结太阳电池）也需要6步。而钙钛矿仅需要4步，工艺上大幅缩短。
即便每个步骤良率控制到99%，如果需要12步工艺，最终成品良率88.64%，而4道工序可以达到96.06%。相比之下，云泥立判。
如果说TOPCON/HJT是渐进式改良，那么，钙钛矿电池则是颠覆性创新。前者均是在晶硅电池技术路径中进行的迭代升级，性能提升空间有限。而后者属于太阳能电池的另一大分支：薄膜电池，性能有着质变。
资料来源：中泰证券研究所
晶体硅太阳能电池理论极限效率为29.43%。反观钙钛矿技术，单结钙钛矿理论效率33%；钙钛矿双叠层理论转换效率达43%；三叠层电池理论效率可达50%以上。远高于晶硅电池。
钙钛矿电池备受市场瞩目。
结构决定性能
降本增效、拓宽应用场景
为何谈及钙钛矿是颠覆性创新？因其在性能、成本、效率、应用场景等方面有着明显的提升。
1. 光电转换效率
对于太阳能电池而言，光电转换效率是最核心的指标，是衡量将光能转化为电能的能力。
根据CPIA数据，光电转化效率每提升1%对应度电成本下降5%~7%，这个量级对比是非常惊人的，考虑到装机规模动辄GW、MW，带来的成本优势无疑是巨大的。
因此，光伏技术迭代一直是沿着提升光电转换效率的路径前行，从BSF到PERC/PERC+，再到TOPCON、HJT。
为了转换效率的提升，各大厂家进行研发军备竞赛，基本上以月为单位进行迭代升级，即便提升了千分之几的效率也被视为成功的技术突破。
不过，在晶硅电池技术路径下，光电转换效率已然面临瓶颈期。
晶体硅太阳能电池理论极限效率为29.43%，普通单晶硅电池理想条件下最高效率为24.5％；TOPCon电池理想条件下最高效率为27.5％；HJT电池效率上限为28.2%~28.7%。
为取得现在的成绩，晶硅电池走了40余载，而钙钛矿电池只用了10年。
2022年7月7日，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%。
晶硅技术，已经面临天花板。钙钛矿技术的空间无疑更为广阔。
2. 成本
新的技术得以推广，不仅仅体现于效率，还有成本。
浙商研究院报告显示，在钙钛矿单片组件成本结构中，钙钛矿占比约5%，玻璃、靶材等占2/3，理论总成本约为0.5~0.6元，仅为晶硅极限成本的50%。
钙钛矿太阳能电池只需通过简单的旋涂、喷涂、刮涂等溶液工艺实现成膜，整个生产过程温度不超过150℃，较晶硅材料制备所需的最高工艺温度1700℃极大降低了生产能耗。
制造1瓦单晶组件的能耗大约为1.52KWh，而每瓦钙钛矿组件的生产能耗仅为0.12KWh，单瓦能耗仅占晶硅的1/10。
3. 生产效率和良率
晶硅电池，硅料、硅片、电池、组件四大环节需要四个以上不同工厂生产加工，即便所有环节无缝对接，一片组件完工需要3天左右时间。
据协鑫纳米的披露，100兆瓦的钙钛矿单一工厂，从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入，到组件成型，总共只需45分钟。
至于良率，文首已经提过了，这里放一下现有技术的工艺流程：
4. 应用场景更为丰富
BIPV是光伏与建筑更深融合的产物，传统的晶硅电池在重量、美观、贴合度上有着明显的劣势。相较而言，钙钛矿电池具有柔性、轻薄、透光性强、颜色可调的特点，更适用于BIPV。
协鑫光电完成钙钛矿组件BIPV光伏玻璃3C认证，迈出建筑光伏市场第一步。
据浙商证券预测，2025年BIPV潜在装机市场达203GW，对应潜在市场规模达1210亿。
目前已有部分车企进入钙钛矿领域，车载光伏方面也具备更大想象空间。
稳定性、大面积制备存在缺陷
钙钛矿电池以其独有的结构使其获得了效率和成本的优势。但是也因为此，稳定性存在着先天缺陷。
从物理性来看，材料本身分解能较低，离子容易发生扩散，温度或者组分的差异会导致钙钛矿材料发生成分偏析或者相分离，影响钙钛矿层的光电性能和长期稳定性；
从化学性来看，钙钛矿离子均为离子势较小的“软”离子， 容易与环境中的水分子、空气发生反应，极大地损害器件的长期稳定性。
从工艺上来看，钙钛矿在制备大面积时效率损失严重。
针对这些问题，企业、学术机构已经开始了积极的探索，产业端涌现出多种解决思路，部分问题已经得到解决。
比如，优化钙钛矿层的结构和材料、优化传输层和电极材料、优化封装来提升稳定性。改进激光刻线工艺、增加钙钛矿电池有效光照面积，优化电池串并联结构等来改善大面积制备的效率损失。
经德国电气工程师协会（VDE）权威认证，纤纳光电α组件已顺利通过 IEC61215、IEC61730 稳定性全体系认证，纤纳光电成为全球首个、且目前唯一完整通过这两项稳定性全体系测试的钙钛矿机构。
未来可期
未来，政策不断加码，产业化陆续推进，落地成型迈入市场化。三者互相反馈循环，推进钙钛矿技术高速发展。
目前能布局钙钛矿的主流企业（上市和非上市）已超过20家，其中上市企业布局钙钛矿的在10家左右。老牌光伏企业通威、东方日升等均在钙钛矿技术方面已有布局，除光伏龙头外，宁德时代、杭萧钢构、宝馨科技等跨界玩家也涉足钙钛矿领域。
以协鑫光电、纤纳光电、极电光能为首的本土钙钛矿电池厂商产业化进度引领全球。根据各公司披露规划，预计2023年钙钛矿太阳能电池新建产能近2GW。
随着相关企业加大布局和开发力度，钙钛矿电池的产业化探索步伐逐渐加快。德邦证券预测：“预计2026年钙钛矿电池新增产能达16GW，2030年将达161GW。”
钙钛矿的未来产业化之路颇具看点。
参考资料
[1] 浙商证券，《钙钛矿：下一代光伏新技术，设备先行》
[2] 东吴证券，《下一代光伏电池新秀，产业化曙光初现》
[3] 国盛证券，《钙钛矿：光伏电池的“明日之星”》
本文来自微信公众号：能链研究院（ID：NEWLINK_RESEARCH），作者：格克
