出品 | 虎嗅智库
作者 | 张婷婷
封面图 | 视觉中国
11月，中国石化、南网能源、晶澳科技等企业先后宣布，建设光伏电站，开展光伏相关项目，一时间光伏产业再一次冲上大众视野。在“碳中和”的背景下，光伏作为清洁发电技术，近些年来受到政策和资本方青睐。
但，现有的光伏技术面临着光电转换效率低、成本高的问题，导致收益性并不乐观。而钙钛矿电池是一种利用钙钛矿作为吸光材料的新型太阳能电池，理论转化效率最高值可达50%，远高于晶硅电池，叠加成本低，未来有望成为光伏规模化落地的有效方案之一。
基于以上背景，虎嗅智库对产业环境、关键技术及钙钛矿产业收益性进行了系统研究，撰写发布了《钙钛矿光伏产业发展及对电力企业收益影响分析》报告。
本文为该报告核心观点。
政策东风频吹，资本追逐而来
国家光伏产业规划及各省市光伏装机目标为产业带来广阔市场空间。国家十四五现代能源体系规划提出加快发展太阳能发电，有序推进光伏发电集中式开发，建设一批风电和光伏发电等能源绿色低碳转型工程。国家“十四五”可再生能源发展规划在现代能源体系规划基础上，明确提出风电和太阳能发电量实现翻倍的目标。各省在国家能源规划总体指引下，依据各省实际情况，制定了“十四五”期间光伏装机目标，虎嗅智库根据我国31省市“十四五”能源规划，除去暂未公布新增光伏装机目标的陕西和新疆，统计得出新增装机目标总和将达410GW，这将为钙钛矿光伏产业带来广阔市场空间。
产业支撑政策频出，钙钛矿光伏成行业新星。《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》、《关于印发促进工业经济平稳增长的若干政策的通知》、《“十四五”现代能源体系规划》等多个政策文件提出推进大型光伏发电基地建设，此外，近期下发的《国家发展改革委等部门关于推进共建“一带一路”绿色发展的意见》，鼓励太阳能发电、风电等企业“走出去”，推动建成一批绿色能源最佳实践项目，光伏海内外市场空间潜力巨大。此外，随着中国绿色电力交易试点的启动，光伏发电的环境溢价日益凸显。
多种融资模式并行，行业融资进程加快。融资方面，政府资金支持和市场化融资等多种融资模式并行，大量资金入场，风险投资总额度较去年同比大幅增长，根据MercomCapitalGroup研报，VC融资总额达55亿美元，同比大增150％。融资笔数上升，2022年1月-9月，全球光伏企业融资交易数量达131笔，同比增长约17％，风险投资和私募股权融资活跃。
技术关键指标有待突破，制造工艺短板影响规模化落地
尽管目前产业环境呈现积极态势，但钙钛矿自身技术指标和制造工艺仍是阻碍大规模落地的核心要素。
在关键技术指标突破方面，对于光电转化率，单结电池转化率理论极限值超30%，叠层电池理论极限值可达50%，远高于当前应用的晶硅电池。在实际生产过程中，单结钙钛矿转化率认证最高值为15.31%，仍有较大提升空间；对于材料研发，目前主流材料研发方向可以分为四类，即：甲胺铅卤化物(MAPbX3)、甲脒铅卤化物(FAPbX3)、铯铅卤化物(CsPbX3)和铯锡卤化物(CsSnX3)，以及它们的混合型钙钛矿材料；对于钙钛矿层的制备工艺，行业已经在大面积制备钙钛矿层工艺方面有所突破，其中，协鑫光电制备的1m*2m大尺寸钙钛矿层，已经处于中试阶段；对于封装工艺，当前主流技术路线是直接利用透明ITO电极进行封装，初步实现封装的绝对密闭性。
钙钛矿光伏发展至今，也存在一些短板。第一，大面积钙钛矿组件制备仍是当前主要的技术短板，从具体工艺来看，最大的瓶颈在结晶环节，也是未来钙钛矿突破18%转换率的关键卡点；第二，稳定性有待时间验证，虽然理论层面的测试稳定性均已达标，但实际产业化应用的稳定性有待时间验证；第三，转化率随光伏制备面积增大而减小的问题仍未突破，这一方面是由于晶格缺陷，另一方面，在实际生产中，激光划线、封装工艺等都会影响最终转化率。
面对产业落地的阻碍因素，虎嗅智库认为，未来，钙钛矿企业仍需针对现存技术和制备工艺短板加强攻关，第一，提升大面积钙钛矿电池制备工艺，攻克结晶等关键环节存在的难题，通过激光划线、封装工艺等技术提升，解决转化率随面积增大而减小的问题；第二，通过材料研发迭代、叠层结构优化等手段，不断提升转化率；第三，根据实际产业应用中存在的其他问题，不断进行优化。
钙钛矿崛起，电力企业有形收益和无形收益兼得
光伏作为清洁发电技术，对中国能源结构优化起着至关重要的作用。电力企业作为影响能源结构的主体，躬身入局钙钛矿产业不仅能够加速能源结构改革，也可在参与过程中获得收益。电力企业投资钙钛矿光伏产业收益主要分为有形收益和无形收益。
图：钙钛矿光伏产业发展对电力企业的收益性影响
在有形收益方面，电力企业通过应用钙钛矿电池组件，可降低发电成本和获取碳汇收益。一方面，根据企业调研，钙钛矿组件的制造成本为0.5-0.6元/w之间，是晶硅极限成本的50%，若实现规模化生产，未来钙钛矿组件生产成本可实现进一步降低。在当前成本条件下，假设将晶硅组件全部替换为钙钛矿组件，则每1GW光伏装机，单光伏组件方面即可节省5-6亿元。另一方面，电力企业通过碳汇项目，每建设一座发电量为1000MWh/年的光伏电站，假设光伏电站的寿命为25年，按照当前碳市场价格，在生命周期内可获133万元碳汇收益，收益相当可观。
在无形收益方面，电力企业通过采用钙钛矿电池组件，促使供应链上游企业能耗降低，促进社会面减排，有助于提升电力企业ESG影响力。这主要得益于钙钛矿光伏组件生产过程的超低能耗，电力企业每采用1GW钙钛矿光伏组件装机，相较于晶硅光伏组件将会产生56万吨的社会碳减排量，充分履行企业社会责任，有效提升企业ESG投资价值。
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