光伏革命4.0：钙钛矿电池新突破 光伏市场新焦点？

在全球气候变化和「3060双碳」目标下，光伏技术发展受到世界各国的广泛重视。光伏发电技术的关键部分是光伏电池，其电池效率的高低主宰组件的性能发挥。而近日，瑞士科学家成功打破串联硅钙钛矿太阳能电池效率，达到 31.25%；中科院研究团队在 Science 发文称其 FAPbl3 钙钛矿电池获得 25.6%的认证功率，并在 85℃运行 500小时后依旧保持 80%效率，从而令资本市场的焦点放在此第三代电池身上。钙钛矿光伏电池凭着成本低、效率高，被外界认为是最有希望实现低成本发电的新型光伏技术之一。 太阳能光伏电池的发展，大致可以分为三代。第一代是晶硅太阳能电池；第二代是薄膜太阳能电池；高倍聚光电池、柔性太阳能电池等新技术则统称为第三代太阳能电池。目前，主流的是第一代晶硅太阳能电池，占比高达95%，薄膜电池的市场份额正在逐步扩大(占比仅5%左右)，第三代电池大部分还处于实验室研发阶段。 A. 晶硅电池：可分为单晶硅电池、多晶硅电池，单晶占绝对主流。2021 年我国单晶硅片（P 型+N 型）合计市占率 94.5%，其中 P 型占比 90.4%，N 型占比 4.1%，预计单晶硅片市占率将进一步增大且 N 型占比有望加速提升。从电池技术路线来看，2021 年 PERC 电池市占率达到 91.2%，平均转换效率 23.1%，同比提升 0.3pct； 2021 年 TOPCon、HJT 电池市占率约 3%，其中 TOPCon 电池平均转换效率达到 24%；HJT 电池平均转换效率 24.2%。 B. 薄膜电池：分为非晶硅薄膜电池以及化合物电池。相较于晶硅电池，非晶硅薄膜电池具有较好的低温特性，同功率非晶硅电池产生更多的年发电量。化合物电池主要包括碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CuInSe）、铜铟镓硒（CuInGaSe）、砷化镓（GaAs）、钙钛矿（perovskite）等。薄膜电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑光伏一体化（BIPV）等特点。碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CuInSe）、砷化镓（GaAs）等已实现商品化。 太阳能电池经封装成为太阳能组件，不同太阳能电池的应用取决于自身特点与市场需求的发展。早期的太阳能主要应用于通讯基站和人造卫星等，后来逐渐进入民用领域，如太阳能屋顶。在这些场景下，安装面积小，能量密度需求高，因而晶硅组件占据了主要的市场份额。随着大型太阳能荒漠电站以及BIPV的发展，综合成本逐渐取代能量密度成为了考虑的重要因素，薄膜电池的长期应用呈现上升趋势。 钙钛矿电池的优势主要包括： (1)更高的光电转换效率：钙钛矿材料由于是直接带隙材料，吸旋旋旋光性能远远优于晶硅材料。正因为如此，晶硅电池理论光电转换效率为 29.3%；单结钙钛矿电池理论光电转换效率为 33%。 (2)成本优势：按单位产能投资来看，1GW 晶硅电池，以目前最主流的 PERC 电池为例，硅料、硅片、电池片、组件环节单 GW 投资额分别为 3.45 亿元、4...