随着碳中和热度的逐渐增加，光伏电池围绕着 “效率与成本” 不断掀起技术变革。

　　近5年间，它是Nature与Science上的“当红明星”，以钙钛矿为主题发了119篇正刊，并且常与“破纪录”和感叹号一同出现。

　　为了突破硅的能量转化效率，各类非硅电池应运而生，如薄膜电池（便宜却效率低）、砷化镓（效率高却极贵）。

　　这样的背景下，钙钛矿（perovskite）光伏电池凭借优越的光吸收特性、原料丰富、成本低廉、提效潜力大、等诸多优势脱颖而出。

　　2009年，日本科学家Tsutomu Miyasaka首次用钙钛矿光伏电池发电，当时的电能转换效率仅有3.8%，2019年，钙钛矿电池性能便飙升至25%。

　　直到2021年11月，柏林亥姆霍兹中心（HZB）研发的钙钛矿串联电池转换效率高达29.8%，创造了至今为止钙钛矿电池最高纪录。

　　在钙钛矿光伏研究早期，科学家们瞄准的主要是碘化铅甲胺（CH3NH3PbI3），而现在我们所说的“钙钛矿”指的是晶体结构与钙钛矿（CaTiO3）类似的“ABX3”化合物。

　　在能量转换效率上，钙钛矿已经吊打晶硅电池，其最直观的优势就是高效率与低成本。

　　作为一种化合物，钙钛矿配方可调，可针对不一样波长入射光设计不同钙钛矿层并彼此、或是与其他光伏材料叠加，从而捕获尽可能多的光子，实现高水平转化率。

　　“降本增效”，一向是光伏企业追求的终极目标。对比来看，钙钛矿对杂质不敏感，通常90%左右纯度的钙钛矿，就可用来制造效率超20%的电池；而晶硅纯度一定要达到99.9999%以上才能用于制造。

　　另一方面，钙钛矿整条产业链的投资需求可能不是特别高。晶硅电池产业链需要硅料、硅片、电池、组件4个工厂，而钙钛矿仅需1个工厂，产业链显著缩短，且大幅度降低了物流等成本。

　　世界经济论坛（WEF）认为钙钛矿电池是“改变人类生活的10大新兴技术”之一，虽然如此，钙钛矿电池也并不是没有缺陷的。

　　首先，钙钛矿材料属于离子晶体，非常脆弱，不一样的材料与结构有几率存在不耐高温、不耐光照、易水解、易氧化、易发生二次反应等情况，这就需要一定的维护成本。

　　目前，钙钛矿电池仍主要处于实验室阶段，在大尺寸设备和批量生产的工艺上任旧存在问题，实际生产的全部过程中，希望最大、性能最好的钙钛矿材料——铅卤钙钛矿中的铅是有毒重金属。

　　此外，钙钛矿太阳能电池存在一种特定缺陷，导致发电能力存在性能损失与稳定性欠佳。

　　在光电转换效率上，钙钛矿确实表现出了远胜于传统晶硅电池的水平，但从实验室走到生产线，还需要一些时间。

　　近日，香港城市大学朱宗龙博士联合伦敦帝国理工学院Nicholas J. Long教授设计了一种二茂铁有机金属衍生物功能化界面层，大幅度地提高了反式钙钛矿太阳能电池的PCE以及长期稳定性。

　　二茂铁化合物的中心是铁，周围是碳环，钙钛矿器件在加入二茂铁层后，效率可达25%，并且大幅度的提升了设备的稳定性。

　　钙钛矿电池的缺陷正逐一被攻克，在资本的加持下，第三代光伏技术产业化的步伐正逐渐加快。

　　国内最早实现钙钛矿量产的是昆山协鑫。2021年，昆山协鑫100MW钙钛矿生产线开始试生产；由三峡资本投资的纤纳光电，更是先后7次打破了钙钛矿光电转换效率记录。

　　传统晶硅电池玩家隆基股份、通威股份、东方日升等公司均对钙钛矿太阳能电池表现出浓厚兴趣，已在相关领域有所布局。

　　海外巨头中，全球光伏TOP10企业韩国韩华集团与柏林亥姆霍兹中心（HZB）合作研发的钙钛矿/硅串联电池，创造了转化率高达29.8%的世界纪录。

　　凭借着自身微型化、柔性化、轻质化的特点，钙钛矿电池应用场景范围极广。小到为柔性可穿戴电子科技类产品供电；再到汽车天窗，为汽车提供混合动力；大面积太阳能电池板还能贴附于大楼表面，为整栋大楼供电。

　　而且，尽管钙钛矿电池的技术图谱极端复杂，分支众多，但与硅异质结电池串联非常有可能解决这一系列问题。

　　在HJT电池（异质结电池，即在晶体硅上沉积非硅薄膜的太阳能电池）表面涂覆一层钙钛矿电池，可以最大限度的利用射入光，提升电池效率。

　　钙钛矿光伏技术的成功绝非必然，由于其成本性能优势，若能克服产业化技术难点，或将替代单晶硅，成为下一代主流光伏材料。

　　钙钛矿太阳能电池可柔性折叠，具有轻质和高能质比的优势。但现阶段，钙钛矿企业仍大多分布在在一级市场，尚未实现规模化，要走的路还很长。