鈣鈦礦，第三代太陽能電池，至今還是好故事嗎？

作者/星空下的鍋包肉

編輯/菠菜的星空

排版/星空下的泡芙

資本市場上，前沿的技術路線總是備受關注，不論是否量產，也不論能否盈利。比如，第三代半導體。再比如，正日益吸睛（jin）的

第三代太陽能電池

。

沒錯，太陽能電池也已經發展到第三代了。

第一代，是晶矽太陽能電池。常見的單晶矽/多晶矽電池，就屬於這一類。典型玩家，

隆基綠能

（601012）。

第二代，是薄膜太陽能電池。以銅銦鎵硒（CIGS）、碲化鎘（CdTe）等化合物材料代替晶矽。典型玩家，

漢能薄膜

（HK0566）。

第三代，是

鈣鈦礦

太陽能電池。利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料，屬於一種

新型薄膜電池

。

當初，第二代的漢能薄膜，眼見他起高樓，眼見他樓塌了（詳見昔日首富被帶走？光伏巨頭，黯然落幕！一文）。

如今，鈣鈦礦薄膜電池，前景又將如何？

一、降本增效，看似完美

眾所周知，相較於薄膜電池，晶矽太陽能電池一向佔據主導地位。從前是多晶矽，現在是

光電轉換效率

更高，且成本已降至更低的單晶矽。

資料顯示，2021年，全球晶矽電池市佔率高達96。2%。

那麼，為什麼還會有3。8%的市場留給薄膜電池呢？

因為與晶矽電池相比，薄膜電池成本低，弱光性好（陰天也能發電）。只是，薄膜電池有一項致命缺陷，即

光電轉換效率低

。

所以，從市場選擇的結果來看，薄膜電池顯然沒有晶矽電池競爭力強。

不過，近年來，鈣鈦礦電池的飛速發展，重新點燃了薄膜電池的希望。

事實上，早在2009年，

鈣鈦礦電池

就已經出現了。只不過彼時，其光電轉換效率只有

3.8%

，甚至遠不如二代薄膜電池材料。

而到2022年，13年的時間，鈣鈦礦太陽能電池

理論光電轉換效率

已高達

33%

，採取疊層模式後（鈣鈦礦可以與

HJT

、

TOPCon

等晶矽電池組成

疊層電池

），光電轉換效率甚至有望突破45%（資料來源：國泰君安）。

什麼概念呢？

晶矽電池，為了突破光電轉換效率瓶頸，正在從P型電池向N型電池發展。但是，晶矽電池的光電轉換效率理論極限，也就只有29。4%。

也就是說，對於鈣鈦礦薄膜電池而言，光電轉換效率不僅不再是劣勢，反而可能是提升效率更前沿的

新方向

。

與此同時，鈣鈦礦電池，還保留著薄膜電池的優點。

下圖是晶矽電池和薄膜電池的產業鏈對比。其中，晶矽電池各環節獨立，從前到後完整

耗時

，最少需要3天。而鈣鈦礦電池可在單一工廠內，45分鐘走完全程。

另外在成本方面，一方面，鈣鈦礦材料廉價易得；另一方面，鈣鈦礦裝置投資成本低，大約只有晶矽電池的50%。

對比晶矽電池，鈣鈦礦電池既能降本，又能增效。這麼一比，堪稱完美。

二、效能再好，卻有硬傷

鈣鈦礦薄膜電池解決了二代薄膜電池的痛點，只是，轉頭又遇到了新的問題。

1►穩定性差

縱使鈣鈦礦材料千好萬好，但真的適合用於太陽能電池嗎？

太陽能電池的首要任務，就是常年置於強光照射下。而鈣鈦礦太陽能電池，在潮溼、光照條件下，

穩定性

較差，易分解，從而將降低器件使用效率，而且影響電池使用壽命。

據瞭解，目前國內外MPP穩定性水平（鈣鈦礦電池在最大光功率輸出點MPP處的長期執行穩定性時間）一般在

幾千小時

。而晶矽太陽能電池的使用壽命，一般承諾20或

25年

。

與之相比，鈣鈦礦電池，壽命縮水了幾十倍。這樣的鈣鈦礦電池，還具有成本優勢嗎？

而且，鈣鈦礦電池一般為

有機金屬鹵化物

鈣鈦礦電池，其中含有有毒

鉛元素

，對健康和環境也存在潛在危害。

2►大面積難

另外，鈣鈦礦電池引以為傲的光電轉換效率，也只存在於

小面積

的實驗中。

當下，

鈣鈦礦+晶矽疊層

這種應用方式，熱度持續攀升。日前，北京曜能科技有限公司自主研發的

小面積

鈣鈦礦/晶矽兩端疊層電池，穩態輸出效率達到32。44%，再次重新整理了國內轉換效率紀錄。

但請注意，這只是實驗室做的小面積電池。如果面積放大，將極大增加

薄膜製備難度

，極易出現製備不均勻、不穩定等問題，降低轉換效率。

而產業化必然要朝著

大面積

方向發展。大面積製造，或將成為制約鈣鈦礦電池產業化的一大關鍵。

三、理想豐滿，現實骨感

目前，賽道上也有不少玩家，八仙過海，各顯神通。

只是理想豐滿，現實骨感。

2021年，華能集團實現3500cm2元件面積，但效率只有15。5%。

2022年，極光電能實現效率18。2%，但元件面積只有300cm2，大概就是兩三個巴掌大小。

而二級市場被炒的火熱的上市公司，實則大部分都停留在技術研發階段，量產下線寥寥無幾。

相比之下，協鑫集團旗下的

協鑫光電

，無疑算是走在前面的。

2019年，協鑫光電元件實現了1241。16cm2面積，15。31%效率。2022年，協鑫光電建設100MW量產生產線，將元件面積擴大到1m*2m，預計工藝和產能穩定後，量產元件效率將超18%。

但即便是協鑫光電這個成績，距離晶矽電池仍然相差甚遠。而且，這隻考慮了

效率

問題，還沒有解決更為致命的

壽命

瓶頸。

所以，鈣鈦礦太陽能電池，真的有市場嗎？這個問題，恐怕選擇顆粒矽、鈣鈦礦

兩手抓

的協鑫集團，也給不出確切答案。

或許大家都在賭，賭贏了就是下一個隆基，賭輸了就是下一個漢能。

注：本文不構成任何投資建議。股市有風險，入市需謹慎。沒有買賣就沒有傷害。