在全球脱碳浪潮下，以风、光发电为代表的非化石能源发电正不断受到追捧和重视。在光伏领域，如何将光能更高效地转化成电能，一直是无数科研工作者不断尝试破解的命题。钙钛矿技术的研究由来已久，被称为下一代太阳能电池技术，其中最主要的原因就是它的理论光能转化率处于领先地位。数据显示，单结钙钛矿电池实验室效率已提升至27%，叠层技术更将理论效率推至30%以上。
3月7日，华东理工大学材料学院清洁能源材料与器件团队侯宇教授、杨双教授等在《科学》发表最新研究成果，发现了钙钛矿光伏不稳定性的关键机制——光机械诱导分解效应，提出了石墨烯-聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法，制备的太阳能电池器件在标准太阳光照及高温下的T97工作寿命创下3670小时新纪录，将为钙钛矿太阳电池的产业化应用提供全新解决方案。
未来突破方向聚焦无铅材料开发、封装工艺优化及卷对卷设备升级，需跨学科协同解决产业化难题。短期看，叠层路线有望率先商业化；长期看，柔性技术或重塑光伏应用边界。
图为华北电力大学等单位科研人员制务的钙钛铁矿太阳能电池。（华北电力大学供图）
相较于传统的晶硅电池，钙钛矿光伏电池除了在转换效率方面表现优异外，还在成本和应用领域方面极具优势。它的原材料易得、工艺简单、低温制备，能够大幅降低组件制造成本。此外，在应用范围也更加广泛，凭借其轻、薄、柔、透、可弯曲的特性，可以应用在光伏建筑一体化（BIPV）、柔性电子设备、移动能源等新领域。
中国国际科技促进会钙钛矿产业分会秘书长曹松杰在接受中国工业报记者采访时指出，钙钛矿光伏技术正在深刻改变光伏行业格局。短期来看，钙钛矿或与硅基太阳能电池形成互补，长期则可能催生全新商业模式，带动能源、建筑、消费电子等领域的跨界融合，成为全球能源转型的关键推手。
一是单结钙钛矿电池：以单一钙钛矿层为核心，采用溶液法或真空镀膜制备，理论效率达33%，成本极低，制备工艺也相对简单；但是它的稳定性差，并且含有有毒的铅物质。此外，想要在大面积制备过程中确保它的均匀性也是个难题。
二是钙钛矿/晶硅叠层电池：将钙钛矿层与晶硅电池结合，形成光谱互补。这种电池的优势非常明显，其理论效率超43%，且能够兼容现有晶硅产线。同时，它在弱光条件下也能高效地工作。缺点是制备工艺比较复杂、成本相对较高、长期可靠性也存在疑问。
在应用层面，钙钛矿组件与传统晶硅组件一样，亦有刚性和柔性的产品设计。刚性钙钛矿组件可应用于BIPV、地面电站等场景，柔性钙钛矿组件基于其超、薄、柔、透等特点，可实现弯曲、折叠，方便携带和安装，可以集成到建筑的外墙、窗户上，或者运用到各种可穿戴电子设备上为其供电。
曹松杰分析，以上技术路线（单结&叠层）和产品设计（刚性&柔性）均以高效率潜力和低成本制造为核心竞争力，但普遍受制于稳定性不足、规模化瓶颈及环保争议。未来突破方向聚焦无铅材料开发、封装工艺优化及卷对卷设备升级，需跨学科协同解决产业化难题。短期看，叠层路线有望率先商业化；长期看，柔性技术或重塑光伏应用边界。
中国科学院院士、高分子化学家李永舫亦看好柔性技术的应用前景，他在接受中国工业报记者采访时表示，钙钛矿电池的发展要做柔性的，发挥其轻、薄、柔的优点。“将来它和硅不是竞争的关系，是互补的关系。柔性钙钛矿有其独特的应用场景，比如光伏建筑一体化、车载光伏、室内光伏等。”
极电光能联合创始人兼总裁于振瑞表示，要把好的技术转化为好的产品，并在效率、成本和寿命三大关键要素上取得对晶硅产品的竞争优势。当前的首要任务是解决大面积制备下钙钛矿组件效率和稳定性的提升问题，确保寿命达到25年、效率超过20%。同时，还需要综合考虑产品尺寸、重量、机械强度、安全性能、运维属性以及安装方式等多方面因素。
据甬兴证券预测，2025年随着钙钛矿头部企业GW线产线贯通与产品下线，钙钛矿电池技术的日益成熟将为未来大规模商业化应用打下坚实基础。
据不完全统计，2024年有13家钙钛矿企业获得数起融资，总规模达数亿元。在众多力量的推动下，钙钛矿技术不断走向成熟，但距离大规模应用还尚需时日。
当前，在光伏产业链价格大幅回落对企业盈利造成巨大压力的背景下，抢占前沿领先技术突破，或许会成为解决行业内卷的“金钥匙”。行业传统龙头以及一些技术初创企业纷纷布局钙钛矿技术。
作为全球最大的硅基光伏组件制造商，隆基绿能从2021年起布局钙钛矿技术。2023年11月，实验室叠层电池效率达 33.9%。2024年6月，隆基绿能宣布其研制的晶硅-钙钛矿叠层太阳电池光电转换效率达34.6%，刷新了其团队创下的世界纪录。同年，隆基绿能启动百兆瓦级钙钛矿中试线年量产。
协鑫光电是协鑫集团旗下专注钙钛矿技术的子公司，成立于2021年，专注于叠层电池（钙钛矿/晶硅）及全钙钛矿电池技术路线MW 钙钛矿量产线在苏州投产，单结电池效率达 18.04%（1cm2），组件效率 16.5%。2023年，与隆基绿能合作开发钙钛矿/晶硅叠层电池，实验室效率突破 33.2%。2024年3月，宣布启动 1GW 钙钛矿/晶硅叠层组件产线年投产。公司自研“喷涂+刮涂”工艺，实现大面积均匀薄膜制备。并且开发无铅钙钛矿材料，降低了环境风险。
3月20日，光因科技徐州高新区200MW钙钛矿光伏电池产线m大尺寸组件样品正式下线。据介绍，该产线建设完全实现自主知识产权的技术突破——从工艺设计、设备定制到系统集成全链条自主创新，装备国产化率突破95%。成立于2022年的光因科技，在单结和叠层钙钛矿电池领域同时布局，采用“单结筑基，叠层突破”的双轨研发战略。2024年获得“1027.1cm2钙钛矿单结电池效率19.2%”的世界纪录，2025年其研发的全钙钛矿叠层太阳能电池实现31.27%的光电转换效率，刷新世界纪录。
极电光能建设的全球首条吉瓦级钙钛矿组件量产线日前正式投产运行，公司成立于2020年。据悉，其技术采用真空蒸镀+溶液法混合工艺，提升了薄膜均匀性。并开发了高稳定性封装技术，组件寿命超过2000小时。
随着晶硅电池转换效率逐渐逼近理论极限，钙钛矿逐渐成为太阳能电池迭代的明晰方向，于此同时，也迎来了资本市场的青睐。
据记者不完全统计，2024年有13家钙钛矿企业获得数起融资，总规模达数亿元。
2024年1月，脉络能源获PreA轮融资，用于100MW量产线建设。柔烁光电获千万级天使轮融资，主要用于10MW钙钛矿中试线万A轮融资，用于铱太科技年产5GW的钙钛矿前驱体生产线建设等。上海乐天钙钛光电科技获千万级天使轮融资。
2024年5月，脉络能源获PreA轮融资，主要用于100MW量产线建设。安普态新能源获数千万元天使轮融资。日耀光电获数千万元天使轮融资，用于加速钙钛矿太阳能电池产品创新等。
2024年7月，黑晶光电A+轮融资，用于推动在叠层太阳能电池领域的研发和市场。
2024年12月，协鑫光电获近5亿元C1轮融资 ，用于协鑫光电昆山吉瓦级钙钛矿叠层产线。光因科技完成数亿元A轮融资，主要用于技术研发、产线建设和市场拓展。
在众多力量的推动下，钙钛矿技术不断走向成熟，但距离大规模应用还尚需时日。曹松杰预计，2028年至2030年前后进入规模化阶段，但还需攻克四大难题：寿命与稳定性、效率与放大量产之间的矛盾、材料的环保争议、产业链配套短板。“未来，钙钛矿将优先切入BIPV、便携设备等细分市场，中期通过叠层技术融入地面电站，最终与晶硅互补构建多元化光伏生态，推动光伏行业向高效、柔性、泛在化升级。”
总之，钙钛矿光伏技术的大规模应用，需要全行业进行系统性地突破材料、工艺、设备与标准瓶颈，依托量产降本、稳定性优化、环保升级、标准制定及生态协同，推动钙钛矿从示范走向主流，实现光伏产业高效化与多元化发展。
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