2024年中国钙钛矿电池行业发展现状分析：光伏企业加快布局钙钛矿，钙钛矿电池产业前景广阔[图]

内容概要：钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。据统计，2023年我国钙钛矿电池新增产能约为0.5GW，主要来源仁烁光能150MW钙钛矿光伏组件项目的顺利竣工投产、万度光能200MW级可印刷介观钙钛矿太阳能电池大试线落地等项目投产。未来，柔性钙钛矿电池凭借其独特的优势，有望成为光伏建筑一体化（如窗户、建筑物侧面）、柔性场景（如柔性显示器、可穿戴衣服、帐篷、移动电源等便携式设备）等差异化应用场景的主流产品。

关键词：钙钛矿电池、晶硅电池、叠层钙钛矿电池、单结钙钛矿电池

一、钙钛矿电池行业概述

钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。

当前，钙钛矿电池主要有单结钙钛矿电池和叠层钙钛矿电池。如果一个钙钛矿电池只有钙钛矿本身的“三明治”结构，那么就是单结钙钛矿电池。所谓叠层钙钛矿电池，是指钙钛矿层可以堆叠在彼此之上，也可以堆叠在传统晶硅太阳能电池之上，形成能够吸收更宽太阳光谱的“串联”电池。按照不同材料的堆叠，叠层钙钛矿电池的技术路线有晶硅/钙钛矿叠层电池、全钙钛矿叠层电池、薄膜电池（如铜铟镓硒）/钙钛矿叠层电池等。

钙钛矿最早是1839年德国科学家GustavRose发现，2006年钙钛矿首次应用于光伏电池，2009年日本科学家Miyasaka率先将钙钛矿材料用于染料敏化太阳能电池作为吸光材料，获得了3.8%的光电转化效率。2021年10月，韩国蔚山国家科技研究所的单结钙钛矿电池光电转换效率25.8%，2022年8月中国中科院半导体研究所的光电转换效率25.6%。2020年10月，美国能源部可再生能源实验室的全钙钛矿叠层电池光电转换效率23.1%，中国南京大学谭海仁课题组的光电转换效率突破28.0%。2020年12月，英国牛津光伏的钙钛矿/晶硅叠层电池光电转换效率29.5%；2021年11月德国亥姆霍兹中心将光电转换效率进一步提高29.8%，2022年7月瑞士洛桑联邦理工学院突破31.3%。2023年11月3日，据美国国家可再生能源实验室（NREL）最新认证报告显示，由中国光伏企业——隆基绿能科技股份有限公司自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%，这是目前全球晶硅-钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。

钙钛矿电池的降本增效优势明显，产业化潜力十足。钙钛矿电池相对于晶硅电池效率上限更高，单结钙钛矿电池效率上限超30%，双结叠层效率上限更有望接近45%，而晶硅电池效率难以突破30%。此外，钙钛矿电池相对于晶硅电池成本更低，可实现全口径平价上网，而晶硅电池成本较高。同时，钙钛矿电池相对晶硅电池具备高弱光效应，钙钛矿材料在阴雨天气和日出日落等弱光环境均能工作。

二、钙钛矿电池行业发展政策

作为第三代非硅薄膜电池的代表，钙钛矿电池具有高光电转换效率、低成本、低能耗、应用场景广的优势，近年来获得了国家和地方政策的大力支持。2023年1月，工业和信息化部等六部门印发《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，提出要统筹开发钙钛矿电池（含钙钛矿/晶硅叠层电池）、非晶硅/微晶硅/多晶硅薄膜电池、化合物薄膜电池等高效薄膜电池技术。开发BIPV构件、车船用构件、户外用品等产品，拓展应用领域。2023年11月，工信部等五部门印发《关于开展第四批智能光伏试点示范活动的通知》，提出先进光伏产品。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。2024年3月，河南省人民政府办公厅印发《河南省加快制造业“六新”突破实施方案的通知》，提出要重点发展晶体硅光伏电池材料和化合物薄膜，开发大尺寸单晶硅、多晶硅太阳能硅材料、多晶硅薄膜等，研发新型高效钙钛矿电池材料和铜铟镓硒等薄膜电池材料，打造“硅烷—颗粒硅—单晶硅片—电池片—组件—电站”产业链。

未来，中国将继续充分发挥规范和引导作用，并辅以中国光伏协会持续完善钙钛矿行业标准和技术指标，国内钙钛矿电池的产业顶层架构将更为完善，市场规模有望迎来高速增长。

相关报告：智研咨询发布的《2024年中国钙钛矿电池行业市场规模及产业发展前景分析报告》

三、钙钛矿电池行业发展现状

目前，国内新兴钙钛矿电池企业纷纷涌现，钙钛矿电池产业化进程持续推进。钙钛矿技术目前尚处于产业化早期，电池结构、材料体系、制备工艺、生产设备仍在持续迭代中，钙钛矿电池厂商积极验证技术方向，加速推进钙钛矿电池量产进程。据统计，2023年我国钙钛矿电池新增产能约为0.5GW，主要来源仁烁光能150MW钙钛矿光伏组件项目的顺利竣工投产、万度光能200MW级可印刷介观钙钛矿太阳能电池大试线落地等项目投产。

目前，钙钛矿电池已经步入商业化的关键节点。数据统计，2023年中国钙钛矿池渗透率约为0.2%。随着钙钛矿电池技术的不断提升，未来我国钙钛矿电池渗透率有望随之增长。

目前，主流光伏晶硅电池的光电转换效率已接近天花板29.4%，在理论极限下，晶硅太阳能电池、PERC单晶硅电池、HJT电池、TOPcon电池的极限转换效率分别为29.40%、24.50%、27.50%、28.70%。而单结钙钛矿电池理论最高转换效率达31%，多结钙钛矿电池理论最高转换效率达45%，远高于晶硅电池的29.4%。可实现的工程极限效率是27.1%，量产转换效率为24.2%；而单结钙钛矿电池的实验室最高转换效率为25.7%，理论转换效率可以达到31%，叠层钙钛矿电池的理论转换效率更是达到45%，具有较高的天花板。未来伴随钙钛矿技术的逐步成熟，钙钛矿电池的光电转换效率具备较高的提升空间。

不同电池结构类型太阳能电池理论极限转换效率对比

四、钙钛矿电池竞争格局

目前，全球钙钛矿电池的研发和产业化进程正在加速。以美国、中国、欧洲为主导的研究团队和公司，正通过材料创新、工艺优化、系统集成等方式，不断刷新钙钛矿电池的性能记录。当前，国内钙钛矿电池厂商可分为上市企业和非上市企业两大竞争派系。上市企业包括宁德时代、隆基绿能、天合光能、晶澳科技、杭萧钢构、宝馨科技等电池行业龙头企业，多具有晶硅电池背景，正向钙钛矿/晶硅叠层电池方向努力；非上市企业包括协鑫光电、纤纳光电、大正微纳、极电光能、万度光能、无锡光电、仁烁光能、无限光电、脉络能源等，以单结钙钛矿电池为主要产业化方向。

当前，钙钛矿电池正处于实验室到产业化的发展阶段，钙钛矿电池行业上市公司基本处于实验室研发和中试线建设阶段。从产品路线来看，钙钛矿电池可分为单结电池和叠层电池，大部分上市公司走叠层发展路线，隆基绿能、天合光能、杭萧钢构大力研发钙钛矿/晶硅叠层太阳电池，晶科能源布局Topcon/钙钛矿叠层太阳能电池，宝馨科技则专注于钙钛矿/异质结叠层电池技术研发及产业转化。

五、钙钛矿电池行业发展趋势

钙钛矿材料本身的廉价易得性以及对缺陷的高容忍度，使得钙钛矿电池在成本控制方面具备了显著的优势，进一步提升了其市场竞争力。未来，随着钙钛矿电池生产效率的不断提高，钙钛矿组件成本有望进一步降低。随着纤纳光电、协鑫光能等企业产线的顺利投产，2023年全球钙钛矿电池产能约为2.11GW，2030年钙钛矿电池产能约为158GW，对应市场规模分别为3.6亿元和950亿元。未来，钙钛矿电池市场规模有望呈现持续增长趋势。未来，柔性钙钛矿电池凭借其独特的优势，有望成为光伏建筑一体化（如窗户、建筑物侧面）、柔性场景（如柔性显示器、可穿戴衣服、帐篷、移动电源等便携式设备）等差异化应用场景的主流产品。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《2024年中国钙钛矿电池行业市场规模及产业发展前景分析报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。