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钙钛矿电池市场分析

钙钛矿是指一类分子通式为ABX3的晶体，其中A代表一价有机或无机阳离子（如甲胺MA+、甲醚FA+、Cs+铯等）；B代表二价金属阳离子（Pb2+铅、Sn2+锡、Ge2+锗，最常用是Pb2+）；X代表一价卤素阴离子（如Br-溴、I-碘、Cl-氯，最常用是I-）。钙钛矿按结构分为平面正式/平面反式。正式和反式的区别在于，电子传输层与空穴传输层的位置发生调换。

中间钙钛矿材料为吸光层，材料的电子吸收光子能量后跃迁，形成电子-空穴对，电子与空穴在吸光层内部迅速分开，分别通过ETL和HTL输送到阴极、阳极，两极之间产生电动势，进而产生。

二、钙钛矿电池优势

1、原材料丰富易得、用量少、成本低

原始材料储量丰富、不受稀有金属元素储量限制；钙钛矿是人工合成材料，其中A位、B位、X位均可迭代替换，可选的材质种类众多；原材料用量少，钙钛矿厚度大概0.3微米，晶硅电池厚度通常为180微米。根据CPIA预测，2023年平米级钙钛矿光伏产品有望实现17-19%的转换效率，预期2030年可能提升至25%。当前百兆瓦级产线阶段成本可以控制在1.0-1.5元/W，2025年后GW级产线有望将成本降至0.8元/W；2028-2030年10GW级产线有望将成本降至0.6元/W。

2、生产能耗低

钙钛矿对缺陷和杂质不敏感，通常95%的纯度即可满足需求，而晶硅电池需要将硅提纯到99.9999%，因此反复提纯和制作中涉及多个千度高温流程，而钙钛矿在200-300°C时就会分解，因此整个生产流程温度不超过其分解温度，生产能耗差距大，钙钛矿组件单瓦能耗约为晶硅组件的1/10。

3、产业链短、耗时短

晶硅电池需要经历硅料、硅片、电池、组件4个环节，需要在多地、多厂、多环节流转，耗时最少需要3天；对比之下，钙钛矿生产流程简单，直接将玻璃、胶膜、靶材、化工原料在一间工厂内加工成组件，从原材料到组件只需要45分钟。

4、生产成本低

钙钛矿进入量产后，预计组件成本为0.5-0.6元/瓦，而晶硅组件的极限成本为1-1.2元，钙钛矿的组件成本仅为晶硅组件极限成本的50%。

5、转换效率高

钙钛矿单层和叠层的理论值和实验室效率均超过晶硅电池。由于钙钛矿材料的带隙可调范围（1.72-3.06eV）远大于晶硅（1.12eV），单层钙钛矿理论效率上限超过30%，叠层的理论转化效率可达45%，而晶硅为29.43%。

三、钙钛矿电池发展瓶颈

1、稳定性、衰减、寿命问题

钙钛矿结构为ABX3，其中A通常为甲胺或甲脒体系（有机），B和X通常为铅（无机金属）和氯/碘（无机非金属）；这种有机、无机、金属、非金属混杂的三元结构不稳定（稳定性不如晶硅），容易被水氧光热分解，进而影响寿。以效率下降到初始值的80%为淘汰标准。

2、大面积成膜导致转换效率下降

单结钙钛矿面积做大后，对于晶硅才会有明显的成本优势，但是，根据当前试验数据，随着面积的增加，钙钛矿转换效率下滑幅度较大，主要原因包括：1）大面积钙钛矿薄膜容易出现孔洞；2）大面积界面层质量不易控制；3）大面积组件进行激光划线后产生不具备发电能力的死区。

3、镀膜设备成本高昂

钙钛矿电池原料用量少且不十分稀缺，关键技术壁垒仍然在设备端，主要涵盖封装、激光、镀膜、涂布设备等。质量更好的膜层往往需要更加精密的设备进行制备，意味着更高的设备成本。蒸镀在大面积薄膜制备上具有优势且适用于多项镀膜环节，有望成为主流钙钛矿镀膜技术。钙钛矿薄膜沉积工艺主要包括溶液法和气相沉积法。溶液法包括刮涂法与狭缝涂布法等，优点是成本低、设备兼容度高、原料利用率高，但大面积均匀性不易控制、对基底平整度要求高。同时，有毒溶剂的使用、基底对前驱体溶液的浸润性差、难以实现均匀大面积钙钛矿薄膜制备等特点，也一定程度上阻碍了其在大规模生产中的应用。

四、钙钛矿电池产业链

钙钛矿电池产业链上游由原材料、设备生产厂商构成，下游应用领域众多。相比于晶硅电池，钙钛矿电池具有极限转换效率高、生产成本低、制备工艺简单、高柔性等优势，可以应用于光伏发电、LED等领域，发展前景广阔。作为第三代太阳能电池技术，钙钛矿太阳电池技术被视为未来可以取代晶硅电池的技术。经过多年来的发展，钙钛矿太阳电池技术得到了极大地提升，光电转换效率不断突破，峰值已经接近于晶硅电池。

五、钙钛矿电池市场规模预测

根据国际市场调研机构PrecedenceResearch的报告显示，2021年全球钙钛矿太阳能电池市场约为0.6亿美元，到2030年这一数字将跃升至72亿美元，年复合增长率31.8%。

六、钙钛矿电池重点生产企业

1、迈为股份

迈为股份是一家集机械设计、电气研制、软件算法开发、精密制造装配于一体的高端设备制造商。公司主营产品为太阳能电池生产设备，主要应用于光伏产业链的中游电池片生产环节。公司看好异质结/钙钛矿叠