第三代光伏技术钙钛矿电池持续成熟，行业产业化有望加速

2026-08-06 08:47

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一、钙钛矿电池是第三代电池，单结和叠层技术并行发展

钙钛矿太阳能电池（PSCs）是利用钙钛矿型材料作为吸光层的新型化合物薄膜太阳能电池。钙钛矿是一种具有很强光-电转换效率的材料结构，应用广泛，关注度高。钙钛矿（分子通式为 ABX3的一类晶体材料），由于其光吸收系数高、载流子迁移率大、合成方法简单等优点，被认为是下一代最具前景的光电材料之一。

钙钛矿材料晶体结构

钙钛矿材料晶体结构

资料来源：公开资料整理

钙钛矿太阳能电池较晶硅太阳能电池理论上具备高效率、低成本优势，各企业纷纷布局钙钛矿光伏业务。钙钛矿结构可设计性强，具有非常好的光伏性能，是光伏近年来的热门研究方向。作为第三代光伏技术，因其高效率、低成本潜力被寄予厚望，是光伏行业重要的技术迭代方向。在原材料方面，钙钛矿太阳能电池组件产品主要是有机分子等，原材料成本仅为晶硅组件的一半左右。

钙钛矿太阳能电池较晶硅太阳能电池：理论上具备高效率、低成本优势

理论优势		晶硅太阳能电池	钙钛矿太阳能电池
高效率	高效率发展速度	较慢	较快
	效率理论极限	29.4%	单结：31% 叠层：50%以上
	当前产量效率	23-25%	向15%迈进，近期目标18%
低成本	工艺流程长度	4-12道工序，四个工厂，耗时三天以上	单一工厂，45分钟
	1GW设备投资成本（亿元）	4.6-7.3	目前在10亿元左右，未来目标向5亿元努力
	吸光层厚度	180微米	0.3微米
	吸光层成本占比	60%	5%
	吸光层纯度要求	99.9999%	95%
	最高工艺温度	1700°C	150°C
	单瓦功耗	1.52KWh	0.12KWh

资料来源：观研天下数据中心整理

光伏电池转换效率的高低决定了其未来的发展潜力，从理论极限转换效率来看，钙钛矿三结层电池最高，达45%。其次分别为晶硅/钙钛矿双结叠层、钙钛矿电池单层电池、晶体硅太阳能电池、TOPCon电池、HJT电池、普通单晶硅电池，理论极限转换效率分别为35%、31%、29.4%、28.7%、27.5%、24.5%。

数据来源：观研天下数据中心整理

二、晶硅巨头积极延伸布局叠，政策推动钙钛矿及叠层电池产业化有望加速

根据观研报告网发布的《中国钙钛矿电池行业现状深度研究与发展前景预测报告（2026-2033年）》显示，国内厂商逐步聚焦柔性组件等差异化市场，晶硅电池巨头持续关注进展，围绕优势领域布局叠层电池技术，领先者百兆瓦级中试线已投产。产能扩张进展不断。据不完全统计，明确规模的产能规划超33GW，其中仁烁光能等头部厂商量产展望乐观，技术的进一步成熟或将加速规划产能落地。

国内企业布局钙钛矿组件产能规划

企业	产能规划
协鑫光电	GW级钙钛矿产业基地目标产能2GW，先期布局的1GW于2025年6月投产；2024年与昆山市签署战略合作协议，共同推动钙钛矿光伏组件20GW生产项目建设。
仁烁光能	2025年2月，公司计划启动自有的150MW产线的升级改造规划工作，为大规模量产全钙钛矿叠层产品做准备。
极电光能	2023年，公司规划2023-2025年分别启动1、2、7GW产线建设。建设进度后续有望加快。
黎元新能源	2024年提出2026年建设GW产线的计划。
华晟新能源	2023年提出努力在2027年前后实现叠层电池的GW级量产，到2028年将建成全球首个100GW+异质结及异质结叠钙钛矿产能。
中核光电	2025年5月表示计划2026年启动GW级生产基地建设，2028年建成投产。
晶科能源	浙江嘉兴规划5GW 硅钙叠层组件生产基地，2025 年启动土建，预计 2028 年建成投产，产品主打欧洲海外分布式市场（已取得 CE 认证）
隆基绿能	鄂尔多斯GW 级硅钙叠层中试线（2025 年底建成，HPBC 晶硅基底），配套户外实证电站并网，完成稳定性验证；另有 500MW 试生产规模试验线

资料来源：观研天下数据中心整理

钙钛矿电池行业发展政策频出。钙钛矿技术自2021年起连续被纳入《“十四五”能源领域科技创新规划》《“十四五”可再生能源发展规划》等顶层设计文件，明确将其列为“新一代高效低成本光伏电池”重点发展方向。2023年，国家能源局将钙钛矿列入可再生能源试点示范工程，工信部将其纳入智能光伏试点示范优先支持方向。2025年，工业和信息化部办公厅发布《关于进一步加快制造业中试平台体系化布局和高水平建设的通知》，将钙钛矿光伏电池、叠层光伏电池等先进光伏技术纳入中试平台建设重点方向。

钙钛矿电池行业发展政策

时间	政策名称	主要内容
2025年11月	《关于进一步加快制造业中试平台体系化布局和高水平建设的通知》	聚焦钙钛矿光伏电池、叠层光伏电池等先进光伏技术，高安全新型储能技术、开展共性关键技术攻关、测试验证评价，中试试制和成果孵化等服务，联合产业链上下游优势资源，推动关键制造工艺验证及改进提升，提高先进光伏电池转化效率。
2025年9月	《关于推进能源装备高质量发展的指导意见》	突破高效晶硅—钙钛矿叠层及异质结、背接触等光伏组件技术，研制高效光伏系统、高压组串式逆变器等关键装备，满足新型电力系统下光伏系统安全高效发电需求。
2024年3月	《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》	持续推进超低能耗建筑构配件、高防火性能外墙保温系统、高效节能低碳设备系统、建筑运行调适等关键技术研究，支持钙钛矿、碲化镉等薄膜电池技术装备在建筑领域应用，推动可靠技术工艺及产品设备集成应用。
2023年11月	《关于开展第四批智能光伏试点示范活动的通知》	优先考虑方向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。
2023年9月	《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》	主要支持高效光伏电池、钙钛矿及叠层太阳能电池、新型柔性太阳能电池及组件等新型、先进、高效光伏电池技术应用，以规模化促进前沿技术和装备进入应用市场，持续推进光伏发电技术进步、产业升级。
2023年8月	《新产业标准化领航工程实施方案（2023—2035年）》	研制TOPCon、异质结、钙钛矿等新型高效电池和组件以及光储部件等标准。
2023年1月	《关于推动能源电子产业发展的指导意见》	发展先进高效的光伏产品及技术，发展高纯硅料、大尺寸硅片技术，支持高效低成本晶硅电池生产，推动型高效电池、柔性薄膜电池、钙钛矿及叠层电池等先进技术的研发应用，提升规模化量产能力。

资料来源：观研天下数据中心整理

三、效率和稳定性双突破，钙钛矿市场空间广阔

目前钙钛矿太阳能电池大面积模块的效率仍远低于小面积，高质量、均匀、一致的大面积薄膜制备方法有待突破，主要技术挑战在于大面积制备的均匀性、材料稳定性和封装工艺，以提升组件的效率、寿命和良率。小面积电池与大面积模块之间存在显著的效率差距的原因主要有：（1）溶液处理法下大面积薄膜的覆盖率、均匀性、平整度控制难度更高；（2）尺寸增大时，钙钛矿层的缺陷也增加，对光诱导载流子的提取和传输产生负面影响；（3）在大面积钙钛矿电池中，由于栅线区和刻蚀区等非光活性死区的面积增大，器件的有效光照面积下降。在串并联结构的设计和组件工艺影响下，透明电极的电阻随面积增大而近似线性增加，使电池的串联电阻增加，性能下降。

钙钛矿可设计性强，目前有多种解决钙钛矿稳定性问题的改进措施

理论优势	改进措施	具体举例与说明
优化钙钛矿层的结构和材料	混合阳离子和卤素阴离子材料	使用 Br⁻、Cl⁻ 等氧化性更强的卤素离子可减少光生空穴陷阱；采用二元或三元阳离子增强离子相互作用，提高稳定性。
	掺杂	在钙钛矿中掺入有机聚合物（PEG、PMMA）或无机物（NiO、石墨烯）。前者利用疏水性改善工作环境、延长寿命；后者利用高稳定性修复表面缺陷、降低分解概率。
	低维钙钛矿	二维或 2D-3D 复合钙钛矿比三维结构更稳定，可通过配方调整或在前驱体溶液中加入二维钙钛矿溶液实现。
	钝化工艺	使用路易斯酸、路易斯碱、铵盐等钝化晶界缺陷，阻挡水、氧、金属侵蚀；同时调控界面势、优化能级匹配、辅助结晶，提升效率与稳定性。
优化传输层和电极材料	电子传输层材料优化	方向一：对 ZnO₂ 等掺杂，使其薄膜更平整；方向二：采用 SnO₂、富勒烯等新材料。
	空穴传输层材料优化	NiOₓ、CuSCN、V₂O₅ 等因光热稳定性高而被广泛采用；掺杂 PTAA、P3HT 及有机-无机杂化材料亦在开发中。
	电极材料优化	CrO₃ 等金属氧化物电极和碳电极具有良好的稳定性，可抵御卤素离子腐蚀。
	增加缓冲层	在钙钛矿层与上下传输层之间插入缓冲层（Mo、PCBB-2CN-2C8、C₆₀、金属氧化物等），减少层间相互影响，降低缺陷密度，提高整体性能。
优化封装		采用玻璃基板、POE 胶膜、丁基胶等材料封装，隔绝水氧，阻止钙钛矿分解及有毒铅泄漏。

资料来源：观研天下数据中心整理

钙钛矿太阳能电池作为新一代太阳能电池，具有材料广泛、成本低廉、工艺流程短和转化效率高等优点，具备替代传统晶硅太阳能电池的潜力。目前，随着钙钛矿电池技术突破，已步入商业化的关键节点，随着钙钛矿电池技术不断提升，未来钙钛矿电池渗透率也将随之增长。2025年中国钙钛矿电池渗透率将达到1%，2030年将增长至30%，市场规模将在2030年达到950亿元。