作为最有前景的下一代光伏技术，钙钛矿太阳能电池正被业内外企业追捧。通威、宁德等行业巨头在内的相关上市公司，已经纷纷布局钙钛矿太阳能电池。
根据CPIA数据，电池转换效率每提升1%，成本可下降7%，转化率提升发电成本下降。在大厂纷纷布局异质结电池的同时，钙钛矿电池为超高的转换效率近来也成为资本追逐的热点，尤其是钙钛矿与异质结电池的叠加，将成为最有想象力的光伏电池产品。
｜什么是钙钛矿？
钙钛矿电池命名取自俄罗斯矿物学家Perovski的名字，结构可以用ABX3表示，在钙钛矿光伏中，A位通常为有机阳离子所占据（近年全无机也成为了研究热点），B位为铅离子Pb2+或亚锡离子Sn2+，而X位为卤素阴离子。若A位由两种阳离子混合，或X位由两种卤素阴离子占据时，则特称为混合型钙钛矿。
简而言之，钙钛矿材料不是指用狭义的“钙钛矿”做的材料，而是具有某种特定结构的材料之总称。
钙钛矿太阳能电池（PSCs）是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代高效薄膜电池的代表。
｜第三代光伏技术
从1954年光伏电池诞生世界第一块太阳能电池，光伏电池技术迭代已经走过三代：
（1）第一代是以晶硅为主的太阳能电池，主要应用场景为集中式光伏电站，目前技术最为成熟，但光电转化效率已经接近上限，提效降本空间较为有限，边际成本大幅升高。
（2）第二代以薄膜太阳能电池为主，典型代表为铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）太阳能电池，主要应用场景为分布式光伏，实验室小面积试件光电转化效率高于晶硅电池，但实际应用中光电转化效率低于晶硅，且造价较为昂贵。
（3）第三代为新型太阳能电池，主要包括：钙钛矿电池、染料敏化电池和量子点电池。
第三代钙钛矿电池为新型化合物薄膜太阳能电池，具备第二代薄膜电池效率提升速率快、成本低、材料可设计性强的优势，同时随着商业化推进，有望弥补第二代面临的量产表现与理论优势条件差距大的问题。
｜钙钛矿优势明显
1、发电效率理论极值高
钙钛矿电池理论转换效率最高可达45%，远高于其他类别电池。根据权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）测算，普通单晶硅太阳能电池理论极限转换效率为24.5%，HJT电池理论极限转换效率为27.5%，TOPCon电池理论极限转换效率为28.7%。而单层钙钛矿电池理论极限转换效率高达31%，钙钛矿双节钙钛矿效率极限高达35%，三节钙钛矿理论极限效率为45%。
对比晶硅材料，钙钛矿材料具有高的光吸收系数。较高的光捕获效率使钙钛矿厚度仅为百纳米时可就实现对光的全吸收(可以做的很薄)；另一方面，电子和空穴的扩散长度大于百微米，其扩散长度远远大于钙钛矿材料对光子的吸收深度，有利于自由电子和空穴的输运，可被阴阳电极完全收集，进而实现高效的光电转化效率。
2、成本低
投资成本低（降本50%）：钙钛矿电池产能投资额仅为晶硅产能投资额的一半。根据协鑫光电，晶硅1GW的产能（包含硅料、硅片、电池、组件）投资额在10亿元左右，而协鑫钙钛矿的第一条100MW的设备产线投资在1亿元左右，1GW产能投资额规模化之后预计约为5亿元。
生产成本低（降本50%）：晶硅电池需要至少在四个不同的工厂分别加工硅料、硅片、电池、组件，单位制程至少需要3天以上，同时还需要大量的人力、运输成本等。根据协鑫纳米的数据，钙钛矿太阳能电池的生产流程较为简单，仅需45分钟就可将玻璃、胶膜、靶材、化工原料等在一个工厂内加工成组件，极大地缩短了制程耗时，简化了流程。
｜应用场景广阔
1）透光性能好，弱光性高：虽然传统晶硅组件具有较高转化率，但在BIPV场景应用中，由于组件接收光照角度差、无法达到最佳光照条件，组件转化效率低。而钙钛矿电池基于其弱光性能强，能在弱光条件下达到更高光电转换效率，安装要求低，发电时间更长。
2）满足结构多样化市场需求：在BIPV领域应用中已涉及弧面等多种形态。钙钛矿既可以采取刚性基板，又可采用柔性基板，易于加工成弯曲半径更小的弧面形状。
3）满足颜色多样化需求：BIPV建筑对色彩要求较高，而传统晶硅组件多为蓝色，色彩单调，而钙钛矿则可调整颜色，满足市场对色彩的多样化需求。
4）经济型好：传统电池重量大，对建筑的支撑要求高，建造成本高；而钙钛矿电池自重轻，建造应用中成本及难度均较低。
｜产业链分析
中国钙钛矿电池上游包括原材料和设备，原材料主要有钙钛矿、TCO玻璃、吸光材料等；设备包括涂布机、清洗机、镀膜设备、激光设备、辅助设备等；中游为钙钛矿电池供应商；下游应用于光伏产业、LED、金属空气电池、催化剂、磁制冷材料、气敏材料等。
中国钙钛矿电池上游的主要钙钛矿材料企业有金信诺、七彩化学、国星光电、大东南等，激光设备企业主要为大族激光、华工科技、邦德激光、海目星，而清洗机主要企业DNS、TEL、Lam。
而中游钙钛矿电池企业有大族激光、捷佳伟创、金信诺、拓日新能、杰普特、隆华科技、京山轻机、ST中利、中来股份、爱康科技、宝馨科技、金晶科技、万润股份、隆基绿能、协鑫集成、通威股份等。
下游光伏产业企业有隆基股份、国电南瑞、阳光电源、天合光能、晶澳科技、福斯特等，LED企业有木林森、三安光电、佛山照明、立达信、利亚德、欧普照明、洲明科技等。
｜市场格局
国际上著名的钙钛矿电池研发企业有牛津光伏（OxfordPV）和松下公司（Panasonic）等。国内本土钙钛矿设备厂商订单部分已成功交付，生产厂商效率不断突破，融资进展顺利，已陆续布局中试线。
据PV-Tech不完全统计，2021年共有17家企业参与钙钛矿产业的投资/融资，共计6项投资项目，总投资/融资金额超85亿元。国内PSCs生产主要厂商协鑫光电、纤纳光电、极电光能均已完成超亿元融资。
协鑫光电已投建全球首条100MW大面积组件中试线，作为目前最大尺寸钙钛矿电池记录的保持者，正致力于开发1m×2m大尺寸钙钛矿组件，在度电成本比晶硅更低的情况下，开启钙钛矿电池的商业化量产。
极电光能已开始建设150MW试验线，64cm钙钛矿光伏组件转换效率高达20.5%，稳态达20.1%。纤纳光电七次刷新小组件世界纪录。
无限光能获数千万元天使轮融资，融资资金将用于大尺寸钙钛矿太阳能电池模组试验线的建设、扩充研发及量产技术团队，预计将在三季度完成试验线建设，年内实现大尺寸电池模组批量下线。
竞泰投资建议｜处于合适投资时点
据中国光伏行业协会2023年发布的《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年）》介绍，目前能够商品化的薄膜太阳能电池主要包括铜铟镓硒（CIGS）等，而钙钛矿太阳能电池虽然实验室转换效率较高，但稳定性差，目前仍处于实验室及中试阶段。
目前，行业内钙钛矿电池生产大多处于小规模试验阶段，三条100mw及以上中试线已经建成，并先后投入运营，首批量产组件已经开始分布式应用实践。
随着钙钛矿电池技术的进一步成熟，“十四五”期间，我国钙钛矿电池在建及规划产能有望达到50GW-75GW。另据国际市场调研机构Precedence Research的报告显示，2021年全球钙钛矿太阳能电池市场约为0.6亿美元，到2030年这一数字将跃升至72亿美元，年复合增长率31.8%。
从现在的情况来看，钙钛矿正处于从实验室到产业化，进而走向电站发电应用的重要阶段，投资建议：
1）处于合适投资时点。价格不算太贵，但发展潜力大、路径确定性高，行业格局来看标的的确定性也比较强。
2）投资方向：核心关注产业化进度，是否有绑定的成熟下游；技术上大规模制备只是时间问题，核心关注稳定性。
