根据国际能源署数据，2020年全球新增光伏发电装机达到139GW，累计装机达到760GW，光伏发电占全球总发电量的3.7%。其中，中国新增装机48GW，累计装机253GW，是全球最大的光伏发电应用市场。

自2009年钙钛矿技术被提出，其易于制备，成本低廉，转换效率高的特点引发了全球瞩目，历时十数载，单结钙钛矿电池效率从3.8%提升至25.7%，双结全钙钛矿叠层电池效率今天达28%，成为了下一代最有前景的光伏技术。相较于单结钙钛矿电池，全钙钛矿叠层电池通过不同带隙材料对光谱的分段吸收能够在成本保持优势的情况下，实现效率的大幅提升，即使相较于钙钛矿晶硅叠层电池，也有着显著的成本优势，因此被视为钙钛矿的下一代研发技术。当单结钙钛矿电池效率达到效率极限瓶颈后，全钙钛矿叠层技术有望替代单结钙钛矿完成高效低成本的太阳能电池的技术迭代。

在制造端，中国的多晶硅料、硅片、电池片和组件产量均连续多年稳居全球首位。预计到2050年，全球光伏累计装机将超过12,000GW，发电总量占比将超过25%。 

全球不同发电技术路线的装机量预测，来源：IEA（International Energy Agency）

钙钛矿材料在光伏产业的应用主要有两个技术方向：单结和叠层。单结钙钛矿技术与其他薄膜技术相似，预期转换效率低于传统晶硅技术，但制造成本有望低于目前已产业化的薄膜技术。钙钛矿与晶硅相结合的叠层技术兼具高转换效率和低制造成本的优点，有望成为未来光伏产业的技术发展方向。

不同技术路线太阳能电池的产业化进展

钙钛矿被产业认为是极具潜力的下一代光伏材料，全球在钙钛矿光伏技术的的产业化进程中齐头并进，中国目前在晶硅全产业链的材料、装备、产品制造和系统集成应用等细分领域均处于世界领先地位。

与传统晶硅太阳能电池相比，钙钛矿光伏电池的工艺简单，设备和制备成本更低，且有着极低的单位能耗，可以有效降低度电成本。目前钙钛矿太阳能电池尚在产业化初期，主要瓶颈在于长期稳定性和大面积制备工艺。

对于晶硅来说，硅料、拉晶、切片、电池、组件需要四个以上不同工厂生产加工，倘若所有环节无缝对接，一片组件完工最快也需要一个多月的时间；而100兆瓦的钙钛矿组件，从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入，到组件成型，总共只需45分钟。以1GW产能投资来对比，晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来，需要大约9亿、接近10亿元的投资规模，而钙钛矿1GW的产能投资，在达到一定成熟度后，约为5亿元左右，是晶硅的1/2。

根据钙钛矿光伏电池的结构区别，可将电池类型分为三条主流技术路线：钙钛矿单结电池、四端和两端钙钛矿/晶硅叠层电池。光伏电池的基本原理是在半导体材料中通过光照产生光生载流子，并通过选择性传输层将电子和空穴分离并产生电压和电流，从而实现光子的能量转换，但三者的器件结构和对光子的利用率有较大的区别。

光伏发电产业链上游由光伏电池相关原材料组成，包括硅料、多晶硅、单晶硅等；中游则是电池片、电池组件的生产或系统集成；下游为光伏发电的应用，包括集中式的大型区域性地面光伏发电系统，和企业厂房园区房屋屋顶使用的分布式光伏发电系统。

目前全球晶硅电池每年大概需要60万吨太阳能级硅料，倘若把这60万吨硅料完全替换成钙钛矿，大概1000吨就可以满足需求，所以，钙钛矿原料没有任何瓶颈，一是用量少，二是不存在稀缺性。钙钛矿电池成为研发热点，钙钛矿电池或将在5年之后，成为真正具有市场竞争力的一股光伏新势力，如果各项技术参数能获得进一步突破，钙钛矿取代晶硅也不是不可能。

部分转载：高瓴 Insight

始发于微信公众号（弗斯迈智能科技）：钙钛矿：技术趋动光伏产业发展