1、钙钛矿工艺路线未完全确定
钙钛矿电池是指钙钛矿型太阳能电池，钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代薄膜电池的代表，包括纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型。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。
钙钛矿电池本质为薄膜电池，主体通过镀膜工艺层层制备，几乎包括TCO层、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、背电极在内的所有功能层，但具体制备路线未完全确定。
钙钛矿电池各功能层主要工艺对比（以反式为例）
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钙钛矿功能层 |
制备要求 |
可选设备 |
工艺流程 |
工艺特点 |
单位价格（百兆瓦：万元/台） |
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空穴传输层 |
均一性、重现性高 |
狭缝涂布 |
将前驱体溶液放在储液泵中，由控制系统按照设置的程序将其均匀地从狭缝涂布头中连续挤出，沉积在基底上以形成连续、均匀钙钛矿液膜 |
设备投资低，印刷速度快；对涂布头要求高；均一性、重现性较低 |
1000 |
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磁控溅射 |
/ |
设备投资高；均一性更高、缺陷态更少 |
2000 |
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钙钛矿层 |
均一性、重现性高 |
狭缝涂布 |
/ |
设备投资低；良品率有待提高 |
1000 |
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真空蒸镀 |
真空条件下，将镀料加热蒸发或升华，材料的原子或分子直接在衬底上成膜 |
各组分化学计量比可控，均匀性较好；设备投资高；抽真空时间较久 |
1500 |
||
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电子传输层 |
不对柔性钙钛矿层造成损伤 |
狭缝涂布 |
/ |
设备投资低；良品率有待提高 |
1000 |
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真空蒸镀 |
/ |
薄膜致密、均匀、无孔洞，可大面积制备；对钙钛矿层无损害；设备投资高；卤化物的蒸镀会对蒸发设备有腐蚀作用 |
1500 |
||
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RPD |
使用低能量高密度电子束升华靶材，产生高解离率的离子镀着在衬底的表面 |
不损伤衬底表面；设备投资高；良率和转换效率高 |
2600 |
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ALD |
在真空条件下，将气相前驱体脉冲交替地通入反应室并以单原子形式沉积 |
不损伤衬底表面；制备薄膜最为致密；设备投资高；速度缓慢 |
2000 |
||
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金属电极层 |
电导率高 |
磁控溅射 |
/ |
技术成熟，沉积速度快；厚度均匀性较差；成本比RPD低 |
2000 |
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RPD |
/ |
离子能量低，对电池损伤小；靶材利用率低，成本较高；量产难度较大 |
2600 |
数据来源：观研天下整理
2、钙钛矿电池行业支持政策持续落地
根据观研报告网发布的《中国钙钛矿电池行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2030年）》显示，钙钛矿电池是具有高转换效率的清洁能源，符合我国碳达峰、碳中和的绿色发展要求，所以国家有关部门积极出台相关政策来支持钙钛矿电池产业发展。例如，国家能源局分别在《“十四五”可再生能源发展规划》及《工业和信息化部等六部门关于推动能源电子产业发展的指导意见》提出推动钙钛矿及叠层电池制备的技术研究；2023年1月，工信部发布《推动能源电子产业发展的指导意见》，推动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。
2021-2023年1月我国钙钛矿电池行业相关支持政策
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政策名称 |
时间 |
部门 |
简介 |
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《工业和信息化部等六部门关于推动能源电子产业发展的指导意见》 |
2023.1 |
国家能源局等六部门 |
提出加快智能光伏创新突破，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N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。 |
|
《推动能源电子产业发展的指导意见》 |
2023.1 |
工信部等六部门 |
发展先进高效的光伏产品及技术，加快智能光伏创新突破，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N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。 |
|
《关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知》 |
2022.10 |
国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司 |
完善产业链综合支持措施，落实相关规划部署，突破高效晶体硅电池、高效钙钛矿电池等低成本产业化技术，推动光伏发电降本增效，促进高质量发展。推动高效环保型及耐候性光伏功能材料技术研发应用，提高光伏组件寿命。 |
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《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022-2030年)》 |
2022.8 |
科技部等九部门 |
提出到2025年单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%；研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术；研发液态和固态锂离子电池储能、钠中商产业离子电池储能等高效储能技术；研发可再生能源高效低成本制氢技术。 |
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《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》 |
2022.8 |
工业和信息化部等五部门 |
推动Topcon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用，开展智能光伏试点示范和行业应用。 |
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《“十四五”可再生能源发展规划》 |
2022.6 |
国家发展改革委、国家能源局等九部门 |
新型高效光伏电池技术，开展新型高效晶硅电池、钙钛矿电池等先进高效电池技术应用示范，以规模化市场推动前沿技术发展，持续推进光伏发电技术进步、产业升级。 |
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《“十四五”能源领域科技创新规划》 |
2021.11 |
国家能源局、科学技术部 |
研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备，开发高可靠性组件级联与封装技术，研发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池；开展晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。 |
数据来源：观研天下整理
3、钙钛矿产能将持续增加
钙钛矿作为一种合成材料，凭借高性能和低成本在光伏领域大放异彩。随着国内光伏产业快速发展，相应的太阳能光伏电池也随之提升，相关企业也不断加大对钙钛矿的开发力度，但钙钛矿电池仍然处于量产前夕。不过，随着政策相继落地及相关技术提升，我国钙钛矿电池产能将持续增加，预计2022年新增产能将达到0.4GW，2030年将达到161GW，预计2022年渗透率为0.1%，2030年渗透率有望增长至30%。
数据来源：观研天下整理
数据来源：观研天下整理
4、钙钛矿电池融资盛况空前，资本合作如火如荼
同时，由于钙钛矿电池拥有高转换效率、低成本、应用场景多元优势，在技术持续发展过程中也受到资本市场青睐，如IDG、腾讯、红衫等加入产业投资行列中，融资市场盛况空前，资本合作如火如荼。
我国钙钛矿相关企业融资情况
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企业 |
融资时间 |
融资轮次 |
融资金额(亿) |
参投/合作企业 |
用途 |
|
协鑫光电 |
2022/12/14 |
B+轮 |
5 |
淡马锡投资、红杉中国、IDG资本三家联合领投，川流投资等机构跟投 |
完善协鑫光电100MW大尺寸钙钛矿组件产线的工艺和设备研发 |
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2022/05/13 |
B轮 |
数亿 |
腾讯 |
将进一步完善100MW钙钛矿生产线和工艺 |
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2021/03/09 |
Pre-B轮 |
过亿 |
凯辉基金 |
– |
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纤纳光电 |
2022/10 |
D轮 |
4亿 |
招银国际和杭开集团领投 |
主要用于钙钛矿前沿技术开发和GW级产线扩建，加快钙钛矿商业化第二阶段 |
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极电光能 |
2023/03 |
A轮 |
数亿元 |
深创投领投，鼎晖百孚、中鑫能源、建银创信、无锡天使基金等机构跟投 |
主要用于钙钛矿前沿技术开发和150MW钙钛矿光伏生产线运营 |
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2021/10/13 |
Pre-A轮 |
2.2 |
碧桂园创投、九智资本联合领投，建银国际、云林基金跟投，控股股东稳晟科技追加投资 |
主要用于新技术研发和试制线建设万度光能 |
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2021/08/25 |
股权融资 |
60 |
宜昌国投集团 |
– |
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仁烁光能 |
2022/08/26 |
Pre-A轮 |
数亿 |
由三行资本领投，中科创星、苏高新创投、金浦智能、险峰长青、云启资本、中财产业基金等知名机构跟投 |
主要用于150MW钙钛矿组件量产线落地 |
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曜能科技 |
2021/08/02 |
A轮 |
/ |
高瓴资本 |
– |
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无限光能 |
2022/06 |
天使轮 |
数千万元 |
耀途资本、光跃投资、碧桂园创投等 |
大尺寸钙钛矿太阳能电池模组试验线建设、扩充研发及量产技术 |
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光晶能源 |
2022/08/01 |
天使轮 |
0.3 |
正轩投资领投，创新工厂和鼎祥资本跟投 |
钙钛矿 |
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脉络能源 |
2022/11 |
天使轮 |
数千万元 |
由国新思创领投，凡创资本、国华三新、高捷资本等跟投 |
将用于大尺寸钙钛矿光伏组件中试生产线的建设 |
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古鳌科技 |
2023/02/15 |
战略合作 |
/ |
比太科技 |
与比太科技签订了战略合作协议，双方就高效异质结电池（HJT）、钙钛矿电池的真空镀膜等部分部件、设备委托加工、生产等进行合作。 |
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宝馨科技 |
2023/02 |
投资合作 |
出资2000万 |
张春福教授、朱卫东副教授、安徽大禹实业集团有限公司 |
设立合资公司，负责开展钙钛矿-异质结叠层电池技术的研发、钙钛矿-异质结叠层电池产业化技术研究以及商业化解决方案推广，并将相应技术应用于公司异质结电池项目。 |
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皇氏集团 |
2023/01/31 |
战略合作 |
/ |
黑晶光电 |
与黑晶光电签署合作框架，双方将建立合作机制，共同推进TOPCon/钙钛矿叠层电池产品技术的研发、生产及产品应用 |
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华纳集团 |
2022/12/09 |
建设联合实验室 |
/ |
中国石油大学（华东）材料学院 |
中国石油大学（华东）材料学院将与华纳集团共同组建东营钙钛矿光伏电池研发中心，建设联合实验室，打造产学研一体化平台 |
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奥来德 |
2022/11 |
投资合作 |
4900万元 |
/ |
使用超募集资金4,900万元投资建设钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发项目、低成本有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件开发项目 |
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利元亨 |
2022/10/14 |
战略合作 |
/ |
冯·阿登纳（VON ARDENNE） |
与冯·阿登纳达成战略合作，双方将在光伏（异质结、钙钛矿）、储能等领域展开深度合作 |
数据来源：观研天下整理
5、头部企业产线推进迅速，钙钛矿电池产业化加速，2025年或将步入成熟阶段
此外，随着钙钛矿企业自身工艺进步、国家支持政策相继落地及资本市场持续高涨，我国钙钛矿电池行业相关企业产线推进迅速，头部企业大多已投产百兆瓦级量产中试线。从产线规模、项目建设进展来看，2022年是钙钛矿产业化元年，2023-2024年扩产加速，或将出现更多百MW级产线投产，2025年将步入成熟商业化阶段。
我国部分钙钛矿电池企业产能建设情况
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公司名称 |
成立时间 |
现有产能 |
产能状态 |
产品尺寸 |
转换效率 |
在建/规划产能 |
建设进度 |
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众能光电 |
2015 |
200MW |
预计2022年底建成 |
61.58cm2 |
正面效率≥21%,双面效率＞70.08% |
1GW |
预计2026年投产 |
|
纤纳光电 |
2015 |
100MW |
2021年投产 |
1.245m*0.635m |
21.8%(@19.35cm2) |
1GW |
预计2023年开始招标 |
|
协鑫光电 |
2016 |
100MW |
2021年投产，计划2023年达产 |
lm*2m |
2023年底预计18%+ |
1GW；5-10GW |
预计2024年建设1GW产线，2025年建设5-10GW产线 |
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极电光能 |
2020 |
150MW |
2022年底投产 |
1.2m*0.6m |
设计效率19% |
1GW；10GW |
预计2023H1开始建设1GW产线、2024年投产、2026年产能达10GW |
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万度光能 |
2016 |
/ |
/ |
/ |
/ |
2GW |
2023年1月项目开工，分三期 |
|
大正微纳 |
2018 |
10MW |
已投产 |
40*60cm |
21% |
100 |
预计2023Q4建成 |
|
无限光能 |
2022 |
/ |
/ |
/ |
/ |
100 |
2024年 |
|
杭萧钢构 |
1985 |
/ |
/ |
/ |
/ |
100MW |
预计2023H1投产 |
|
仁烁光能 |
2021 |
10MW |
己建成 |
1.2m*0.6m |
24.50% |
150MW |
预计2023Q3建成 |
数据来源：观研天下整理（WYD）
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