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内容概要：钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。据统计，2023年我国钙钛矿电池新增产能约为0.5GW，主要来源仁烁光能150MW钙钛矿光伏组件项目的顺利竣工投产、万度光能200MW级可印刷介观钙钛矿太阳能电池大试线落地等项目投产。未来，柔性钙钛矿电池凭借其独特的优势，有望成为光伏建筑一体化（如窗户、建筑物侧面）、柔性场景（如柔性显示器、可穿戴衣服、帐篷、移动电源等便携式设备）等差异化应用场景的主流产品。
钙钛矿最早是1839年德国科学家GustavRose发现，2006年钙钛矿首次应用于光伏电池，2009年日本科学家Miyasaka率先将钙钛矿材料用于染料敏化太阳能电池作为吸光材料，获得了3.8%的光电转化效率。2021年10月，韩国蔚山国家科技研究所的单结钙钛矿电池光电转换效率25.8%，2022年8月中国中科院半导体研究所的光电转换效率25.6%。2020年10月，美国能源部可再生能源实验室的全钙钛矿叠层电池光电转换效率23.1%，中国南京大学谭海仁课题组的光电转换效率突破28.0%。2020年12月，英国牛津光伏的钙钛矿/晶硅叠层电池光电转换效率29.5%；2021年11月德国亥姆霍兹中心将光电转换效率进一步提高29.8%，2022年7月瑞士洛桑联邦理工学院突破31.3%。2023年11月3日，据美国国家可再生能源实验室（NREL）最新认证报告显示，由中国光伏企业——隆基绿能科技股份有限公司自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%，这是目前全球晶硅-钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。
作为第三代非硅薄膜电池的代表，钙钛矿电池具有高光电转换效率、低成本、低能耗、应用场景广的优势，近年来获得了国家和地方政策的大力支持。2023年1月，工业和信息化部等六部门印发《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，提出要统筹开发钙钛矿电池（含钙钛矿/晶硅叠层电池）、非晶硅/微晶硅/多晶硅薄膜电池、化合物薄膜电池等高效薄膜电池技术。开发BIPV构件、车船用构件、户外用品等产品，拓展应用领域。2023年11月，工信部等五部门印发《关于开展第四批智能光伏试点示范活动的通知》，提出先进光伏产品。包括高效晶硅太阳能电池（转换效率在25%以上）、钙钛矿及叠层太阳能电池、先进薄膜太阳能电池，以及相关产业链配套高质量、高可靠、低成本设备及材料等方向。2024年3月，河南省人民政府办公厅印发《河南省加快制造业“六新”突破实施方案的通知》，提出要重点发展晶体硅光伏电池材料和化合物薄膜，开发大尺寸单晶硅、多晶硅太阳能硅材料、多晶硅薄膜等，研发新型高效钙钛矿电池材料和铜铟镓硒等薄膜电池材料，打造“硅烷—颗粒硅—单晶硅片—电池片—组件—电站”产业链。
目前，主流光伏晶硅电池的光电转换效率已接近天花板29.4%，在理论极限下，晶硅太阳能电池、PERC单晶硅电池、HJT电池、TOPcon电池的极限转换效率分别为29.40%、24.50%、27.50%、28.70%。而单结钙钛矿电池理论最高转换效率达31%，多结钙钛矿电池理论最高转换效率达45%，远高于晶硅电池的29.4%。可实现的工程极限效率是27.1%，量产转换效率为24.2%；而单结钙钛矿电池的实验室最高转换效率为25.7%，理论转换效率可以达到31%，叠层钙钛矿电池的理论转换效率更是达到45%，具有较高的天花板。未来伴随钙钛矿技术的逐步成熟，钙钛矿电池的光电转换效率具备较高的提升空间。
目前，全球钙钛矿电池的研发和产业化进程正在加速。以美国、中国、欧洲为主导的研究团队和公司，正通过材料创新、工艺优化、系统集成等方式，不断刷新钙钛矿电池的性能记录。当前，国内钙钛矿电池厂商可分为上市企业和非上市企业两大竞争派系。上市企业包括宁德时代、隆基绿能、天合光能、晶澳科技、杭萧钢构、宝馨科技等电池行业龙头企业，多具有晶硅电池背景，正向钙钛矿/晶硅叠层电池方向努力；非上市企业包括协鑫光电、纤纳光电、大正微纳、极电光能、万度光能、无锡光电、仁烁光能、无限光电、脉络能源等，以单结钙钛矿电池为主要产业化方向。
钙钛矿材料本身的廉价易得性以及对缺陷的高容忍度，使得钙钛矿电池在成本控制方面具备了显著的优势，进一步提升了其市场竞争力。未来，随着钙钛矿电池生产效率的不断提高，钙钛矿组件成本有望进一步降低。随着纤纳光电、协鑫光能等企业产线年全球钙钛矿电池产能约为2.11GW，2030年钙钛矿电池产能约为158GW，对应市场规模分别为3.6亿元和950亿元。未来，钙钛矿电池市场规模有望呈现持续增长趋势。未来，柔性钙钛矿电池凭借其独特的优势，有望成为光伏建筑一体化（如窗户、建筑物侧面）、柔性场景（如柔性显示器、可穿戴衣服、帐篷、移动电源等便携式设备）等差异化应用场景的主流产品。
