2022年8月18日，科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》，提出研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术，将钙钛矿这一新技术推至聚光灯下。
事实上早在今年上半年，国内频出钙钛矿产业的积极信号，宁德、腾讯等汽车及互联网行业的头部机构入股钙钛矿项目，钙钛矿-晶硅叠层效率也突破了31%，证实其叠层效率远超晶硅电池的优势。在TOPCon、HJT、XBC等电池技术争相扩大产能的产业环境下，多个钙钛矿的大尺寸中试线项目落地，见证其从2009年提出概念，到13年后厂商跃跃欲试的快速发展阶段，同时2022/7纤纳光电出货全球首款钙钛矿商用组件，也标志着钙钛矿组件商业化探路的开端。从“无名之辈”到“明日之星”，钙钛矿以10年时间，走完晶硅半个世纪发展之路。
下面我们从钙钛矿的概念分类、应用领域以及钙钛矿电池的效率进展、工作原理、发展空间、相关公司、前景展望等多方面入手，深度解析光伏领域的“新势力”钙钛矿的产业发展之路。
01
钙钛矿简介及应用领域
1.钙钛矿简介
钙钛矿是一类具有ABX3分子结构的晶体总称，可用于制备钙钛矿太阳能电池。此类氧化物最早被发现于钙钛矿石中的钛酸钙化合物（CaTiO3），因此而得名，其英文名依据俄罗斯矿物学家LevPerovski名字命名为Perovskite。钙钛矿分子通式ABX3中，A位离子为大半径阳离子，B位离子为小半径阳离子，X位离子为卤素阴离子。根据材料组分区别，可以将钙钛矿材料大致分为三类：复合金属氧化物、有机杂化钙钛矿、无机卤素钙钛矿。后两类材料通常都包含卤素阴离子，适用于各类光电器件领域，其中有机杂化钙钛矿是钙钛矿太阳能电池中使用最多的光活性层材料。
钙钛矿材料由于其光吸收系数高、载流子迁移率大、合成方法简单等优点，被认为是下一代最具前景的光电材料之一。
2.钙钛矿应用领域
（1）光伏领域是钙钛矿结构材料的主要应用领域之一
钙钛矿结构可设计性强，具有非常好的光伏性能，是光伏近年来的热门研究方向。
（2）LED领域是钙钛矿结构材料的另一重要应用领域
LED领域是钙钛矿结构材料的另一重要应用领域，是下一代照明或显示器LED的重要发展路径。
首支室温PeLEDs于2014年问世，凭借发光光谱窄、色域广、制备成本低、效率高等优点被作为下一代显示和照明潜在应用技术之一，但由于高品质钙钛矿薄膜重复制备难度大、光输出耦合效率低、铅污染等问题仍待解决，目前距离商业化应用尚有一定的距离。
（3）其他应用领域
除了光伏、LED领域之外，钙钛矿还在金属-空气电池、固体氧化物燃料电池、催化剂、磁制冷材料、自旋电子学器件、氧分离膜、气敏材料、多功能导电陶瓷材料等方面具有广泛的应用，是极具发展潜力的新兴材料。
02
第三代太阳能电池：钙钛矿电池
下面我们着重来了解下钙钛矿在光伏领域的应用，也就是钙钛矿太阳能电池。
1.当前太阳能电池发展包括三代：
（1）第一代
第一代以单晶硅、多晶硅为代表的硅晶太阳能电池，目前该技术已经发展成熟且应用最为广泛，但存在单晶硅太阳能电池对原料要求过高，以及多晶硅太阳能电池生产工艺过于复杂等问题。
（2）第二代
第二代薄膜太阳能电池，以CdTe、GaAs及CIGS为代表的的太阳能电池成为研究热点，该技术与晶硅电池相比，所需材料较少且容易大面积生产，成本方面优势较明显。
（3）第三代
第三代基于高效、绿色环保和先进纳米技术的新型薄膜太阳能电池，如染料敏化太阳能电池（DSSCs）、钙钛矿太阳能电池（PSCs）和量子点太阳能电池（QDSCs）等。
2.钙钛矿电池简介及效率进展
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，属于第三代太阳能电池。PSCs按照结构可分为介孔型和平面型。在介孔结构的钙钛矿电池中，钙钛矿材料作为光敏化剂覆盖在多孔TiO2上，采用正置异质结结构；在平面结构的钙钛矿电池中，钙钛矿既是光吸收层，又是电子和空穴传输层，较介孔型结构不需要多孔金属氧化物骨架，从而简化制备工艺。平面型钙钛矿太阳能电池分为正置和倒置。
钙钛矿型太阳能电池优点主要体现为光吸收系数高、载流子扩散长度长、带隙可调等。2009年，日本科学家Miyasaka最早应用钙钛矿材料制备染料敏化单结太阳能电池，但当时转换效率仅为3.8%。经过多年发展，以两端钙钛矿/硅叠层电池为例，2020年12月，英国牛津的OxfordPV公司将硅/钙钛矿叠层太阳能电池转换效率刷新至29.52%；2021年，亥姆霍兹中心（HZB）科学家制备的钙钛矿/Si叠层太阳能电池转换效率进一步提升至29.80%。
3.钙钛矿太阳能电池的工作原理
在光照条件下，钙钛矿化合物能够吸收光子，在吸收光子后其价带电子会跃迁至导带，导带电子随后被注入到TiO2的导带，然后被传输到FTO，与此同时空穴传输至有机空穴传输层（HTL），从而电子-空穴对分离，在接通外电路时，电子与空穴的移动产生电流。有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池禁带宽度约为1.5eV，消光系数高，几百纳米厚的薄膜即可充分吸收800nm以下的太阳光。
4.钙钛矿电池制备方法
（1）两步溶液旋涂法
把CH3NH3I和PbI粉体分别溶于DMF(或DMSO)和异丙醇中。将PbI2溶液旋涂在FTO/ETL基板上，退火干燥或等溶剂自然挥发得到PbI2薄膜，再将CH3NH3I溶液涂覆在PbI2上，使两者反应;；经退火处理后得到钙钛矿薄膜。
（2）电池结构及钙钛矿薄膜表面
钙钛矿太阳能电池光伏特性的关键在于薄膜形貌，良好的薄膜制备工艺可以得到光滑无缺陷的表面，大尺寸的晶粒和少量的晶界。通过在MAI溶液中加入少量极性溶剂DMF有助于改善成膜质量，随着MAI溶液浓度的增加,钙钛矿表面发白现象逐渐明显。
（3）旋涂法
可分为一步旋涂法和两步旋涂法。优点：操作简便，可通过调节转速控制薄膜厚度。但由于自身的缺陷，旋涂法制备的薄膜会出现涂膜不均的问题。一步反溶剂诱导快速结晶沉积法通过旋涂钙钛矿前驱液并用氯苯进行反溶剂萃取，得到致密均匀的钙钛矿薄膜。采用乙醚/正己烷的混合反溶剂来增加钙钛矿晶粒的成核密度，减缓晶体生长速度，得到光滑的钙钛矿薄膜。
（4）软膜覆盖沉积法(SCD)
首先，将聚酰亚胺(PI)膜平铺于基底上，从一侧注入PbI2溶液，利用毛细力使PbI2扩散到整个基底。然后将PI膜剥离，用另一个PI覆盖并浸入CH3NH3I/异丙醇溶液中获得钙钛矿层。由于覆盖膜阻止溶剂蒸发到空气中，因此，钙钛矿前驱液在沸点下保持热稳定,从而易得无针孔、大晶粒且表面光滑的钙钛矿薄膜。
目前的软膜覆盖沉积技术为沉积大面积、均匀的钙钛矿薄膜提供一种新的、非旋涂的方法,并适用于刚性和柔性的钙钛矿器件。
（5）板压法
与软膜覆盖沉积法有相似之处，该方法无需溶剂与真空条件，而是引入CH3NH2气体分别到CH3NH3I和PbI2中，得到CH3NH3I、3CH3NH2和PbI2、CH3NH2的混合前驱液。先将此前驱液滴加到FTO/ETL上，然后覆盖聚酰亚胺(PI)薄膜。利用挤压板施加压力,从而使前驱液均匀扩散。由于气体分子的相互作用较弱，加压过程会使CHNH气体逸出。待气体完全挥发后，撕下PI膜,即可得到致密且均匀的钙钛矿薄膜，其膜厚可通过改变压力的大小来调节。与旋涂法相比,板压法制备的钙钛矿薄膜晶粒尺寸更大(800～1000nm)、覆盖更均匀。
（6）气固反应法
主要包括物理气相沉积和化学气相沉积。传统的气固反应往往在高真空环境中进行,因而受环境湿度影响较小，因此实验重现性较好,但存在真空仓易受污染的问题。该方法1）将PbI2旋涂到70℃的ITO/HTL上，退火10min；2）将CH3NH3I/乙醇均匀地喷涂在80℃的基底表面；3）两个基底扣合在真空干燥器中，利用化学气相沉积形成钙钛矿薄膜。
5.钙钛矿电池器件结构
钙钛矿太阳能电池大致可以分为正置(n-i-p)结构和倒置(p-i-n)结构两大类。
（1）正置结构
正置结构钙钛矿太阳能电池PSCs源于DSSCs，而DSSCs结构是电极/金属氧化物半导体/染料/电解质/对电极，与此类似的常规PSCs结构是正置结构。正置结构器件又可以分成2种：
1）第一种：nip介孔PSCs，如下图a，一般的结构形式为透明电极(FTO或ITO导电玻璃)/致密层/介孔支架层(TiO2、ZnO等金属氧化物)/钙钛矿层/空穴传输层(Spiro-MeOTAD、PTAA或聚噻吩等)/金属对电极(Ag、Au或石墨烯等)。其中最典型的结构为 FTO / c-TiO2 / m-TiO2 / 钙钛矿材料 / Spiro-MeOTAD / Au。
2）第二种：nip平面异质结PSCs，如下图b，不使用介孔支架层，直接在致密层上制备钙钛矿层，一般的结构形式为透明电极/致密层/钙钛矿层/空穴传输层/金属对电极。这类电池光生载流子(电子和空穴)的激发、分离以及传输都有钙钛矿层的参与。
（2）倒置结构
倒置结构钙钛矿太阳能电池pin型PSCs，是在nip型PSCs基础上衍生出来的结构相反的电池，先在透明电极沉积空穴传输层，制备钙钛矿光吸收层，电子传输层制备在钙钛矿层和金属对电极之间。避免介孔支架层的高温烧结过程，更适用于柔性电池器件的制备，典型的结构为 ITO / PEDOT∶PSS / MAPbI3 / PCBM/Al。
6.钙钛矿电池研究突破点：缺陷钝化技术
有机无机杂化钙钛矿太阳能电池具有极低制造成本和高功率转换效率的特点，发展前景广阔。薄膜缺陷长期制约钙钛矿太阳能电池光电转换效率和器件稳定性的发展。目前，针对钙钛矿薄膜缺陷的钝化思路主要是在前驱液中添加钝化剂，调整钙钛矿结晶速度增强结晶度，及钝化晶界缺陷降低缺陷浓度和能级陷阶深度。现有钝化材料主要包括以下几种。
（1）钙钛矿前驱体
为钝化钙钛矿的晶界，研究者们提出非化学计量的方法，即在前驱液中配制过量PbI.2或MAI前驱体实现“自钝化”效应。
（2）碱金属元素
碱金属元素能有效钝化钙钛矿薄膜缺陷。Lee等发现，无添加Na+的钙钛矿薄膜裸露面积大，呈针状形貌；而在MAI.和PbI.2的前驱体溶液中添加Na+后，Na+将和PbI.2形成中间相，阻碍PbI.2结晶和抑制形成针状钙钛矿相，从而提高钙钛矿结晶均匀性和薄膜平整度。因此，电池漏电流显著减小，Voc由0.87剧增到1.05V；电荷传输能力增强和复合损失也有明显降低，实现Jsc(17.13～19.33mA/cm2)和FF(68.08%～74.69%)显著提高。研究表明，K+也能起到提高薄膜平整度类似的效果。
（3）有机分子
富勒烯是一类典型的钙钛矿钝化剂材料。研究表明，PCBM可钝化Pb-I.的反位缺陷，形成PCBM-卤化物自由基。根据密度泛函理论计算结果，当在Pb-I.反位缺陷附近引入PCBM，PCBM与钙钛矿表面的基态波函数杂化巨Pb-I.反位缺陷引起的深陷阶态将变浅。黄劲松课题组通过热退火的方法，促使PCBM扩散到钙钛矿薄膜的晶界和表面的缺陷处，缺陷态密度降低了两个数量级，器件性能显著提高，并巨有效消除光电流滞后效应。
（4）路易斯酸/碱
路易斯酸和路易斯碱分别指的是可接受和给予电子对的物质。在钙钛矿薄膜上存在欠配位的卤化物阴离子(路易斯碱)及Pb离子(路易斯酸)。通过路易斯酸-碱络合物钝化，可降低薄膜缺陷密度，提高电池效率及稳定性。
（5）疏水基团材料
鉴于钙钛矿薄膜表面分子具有最高的活性和扩散性，更容易受到水分和氧气的侵蚀，引进疏水性材料也能较好钝化薄膜缺陷。
03
钙钛矿电池核心优势及制约因素
钙钛矿太阳能电池（PSCs）是第三代高效薄膜电池的代表，凭借良好的吸光性、电荷传输速率、巨大的开发潜力，实现了高效率、高柔性、低成本，被誉为“光伏领域的新希望”。钙钛矿太阳能电池还可通过与HJT叠层进一步提升光电转换效率，是未来产业化的重点发展方向。
1.高效率：理论极值高于晶硅，可制叠层电池、产业化意义重大
PSCs光电转换效率提升速度明显高于晶硅类。钙钛矿太阳能电池（PSCs）用了10年左右的时间将转换效率从最初的3.8%，提高至25.7%（截至2021年12月26日），而这一进程晶硅类太阳能电池花费了四五十年。
单结PSCs当前最高转换效率达25.7%，理论转化效率可达31%。单结PSCs指只有一个PN结的钙钛矿太阳能电池，多结PSCs指有多个PN结的钙钛矿太阳能电池，多结的PSCs光谱吸收效果更好、效率更高，但成本也更高。理论上单结PSCs最高光电转换效率可达31%，多结PSCs最高光电转换效率可达47%，显著高于晶体硅太阳能电池的29.4%。
钙钛矿带隙宽度可调，可制备高效叠层电池。钙钛矿可制备2结、3结及以上的叠层电池，其中2结叠层电池有钙钛矿-钙钛矿和钙钛矿-晶硅叠层电池两种，转换效率可提高到40%左右，3结及以上钙钛矿叠层电池的理论转换效率更是能达到50%左右。
HJT、TOPCon是太阳能电池产业化发展到第三阶段的代表，而钙钛矿-异质结、钙钛矿-TOPCon叠层电池是第四阶段的支柱。虽然当前市场的主流技术路径仍是PERC，未来2-3年PERC可能仍为市场主流，但其产线扩张已进入尾声。随着异质结（HJT）、TOPCon设备的成熟，太阳能电池将逐步进入第三阶段和第四阶段。
钙钛矿与硅异质结具有良好的叠层电池匹配度，可形成较单结PSCs效率更高的叠层电池。根据禁带宽度从小到大、光谱波段由长到短，可依次将不同材料从底向顶罗列起来，形成叠层电池。
钙钛矿-硅异质结叠层电池具备高效率、低成本优势，理论极限效率有望达43%以上。硅异质结电池在单晶硅电池高转换效率的基础上，有效降低了成本，是目前硅电池研究领域的主流方向。
当前钙钛矿-硅异质结叠层电池实验室效率世界记录已达29.2%。2021年11月，荷兰应用科学研究组织（TNO）、Energy Ville和Eindhoven理工大学的研究人员通过结合17.8%效率的透明双面钙钛矿光伏电池和松下研制的效率为11.4%的高效背接触硅异质结电池，实现了29.2%的转换效率，创造了新的世界纪录。
TOPCon与钙钛矿叠层是另一种钙钛矿/硅叠层电池路线。目前国际上基于隧穿氧化硅钝化解除（TOPCon）底电池的钙钛矿/晶体硅叠层太阳电池的最高效率是28.2%，由中国科学院宁波材料技术与工程研究所硅基太阳能及宽禁带半导体团体与浙江省能源集团联合研发，该器件采用了与产业化相兼容的黑硅纳米绒面和TOPCon结构的设计。
2.成本：组件成本有望较晶硅大幅降低，原材料易得能耗较低
（1）产业链短，加工耗时短，价值集中度高
PSCs产业链显著缩短，原材料到组件仅需45分钟。晶硅电池在四个不同工厂内分别加工硅料、硅片、电池、组件，此过程需要至少耗时3天。协鑫纳米披露，钙钛矿太阳能电池的生产流程简单，可在45分钟内将玻璃、胶膜、靶材、化工原料在单一工厂内加工成为组件，产业链显著缩短，价值高度集中。
（2）产能投资低
PSCs产能投资是晶硅的二分之一，1GW仅为5亿元。协鑫光电总经理范斌指出，晶硅1GW的产能（硅料、硅片、电池、组件）投资在11.6亿；而协鑫纳米钙钛矿的第一条100MW设备产线投资在1亿元，未来如规模量产后将进一步降低。
（3）原材料易得且纯度要求低
PSCs原材料纯度要求低且十分易得，用量亦低于晶硅类。钙钛矿太阳能电池的原材料均为基础化工材料，不含稀有元素。晶硅类太阳能电池对硅料纯度要求需达99.9999%，而钙钛矿材料对杂质不敏感，纯度在90%左右的钙钛矿材料即可制成转换效率在20%以上的太阳能电池，95%纯度的钙钛矿即可满足生产使用需求，原材料更加易得。晶硅类太阳能电池的生产每年约需要50万吨硅料，而若全部替换为钙钛矿太阳能电池，大约只需要1000吨钙钛矿原料，因此PSCs不存在原材料瓶颈。
（4）可低温制备，生产能耗低
PSCs可低温溶液制备，单瓦能耗仅为晶硅的1/10。钙钛矿太阳能电池只需通过简单的旋涂、喷涂、刮涂等溶液工艺实现成膜，整个生产过程温度不超过150℃，较晶硅材料制备所需的最高工艺温度1700℃极大降低了生产能耗。制造1瓦单晶组件的能耗大约为1.52KWh，而每瓦钙钛矿组件的生产能耗仅为0.12KWh，单瓦能耗仅占晶硅的1/10。
PSCs组件单W成本约0.5元，仅为晶硅极限成本的50%。在钙钛矿单片组件成本结构中，钙钛矿占比约5%，玻璃、靶材等占2/3，理论总成本约为0.5-0.6元，仅为晶硅极限成本的50%。
3.稳定性、大面积制备、环保性待突破，是制约产业化的最重要因素
上面提及的都是钙钛矿电池的核心优势，但是钙钛矿电池的缺点也是很明显的。
（1）稳定性低
钙钛矿太阳能电池作为历史上发展最快的光伏技术，在效率及成本端均较晶硅类电池有优势，但主要缺点是寿命短（稳定性低）。目前钙钛矿太阳能电池的T80寿命（效率下降到初始值的80%）约4000小时，距当前主流光伏技术的25年寿命相差甚远。从原因来看，钙钛矿太阳能电池不稳定的原因可以分为吸湿性、热不稳定性、离子迁移等内在因素，和紫外线、光照等外在因素。现阶段的钙钛矿电池寿命短，稳定性差，效率衰减过快，无法满足工业化生产的需要，一直是制约推广的最大障碍。稳定性是制约钙钛矿太阳能电池产业化的重要因素。
由于钙钛矿材料的可设计性，研发人员提出了各种应对方案解决稳定性问题。针对热稳定性和化学稳定性，发展了全无机钙钛矿材料；针对水和高湿度不稳定性，引进了长链有机分子，发展了二维钙钛矿材料等；常用的锂盐掺杂的Spiro空穴传输层的稳定性比钙钛矿层还要低，因此提出了采用高稳定的无机材料替代有机功能层材料的解决方案；为应对扩散和离子迁移，提出了发展表面阻挡层、封装、“零维”钙钛矿材料等方案。
（2）实际效率可能低
目前PSCs大面积模块的效率仍远低于小面积，是制约产业化的另一难题。
钙钛矿普遍使用TCO（透明导电氧化物）薄膜收集电流，而此类材料的一些物理性质会造成光损失，且随着面积的增大愈发明显，这导致钙钛矿组件的效率会明显低于单体电池。
（3）涂覆技术不成熟
高质量均匀大面积薄膜的制备方法有待突破。溶液旋涂法是实验室制备PSCs的常用方法，虽然操作简单、成膜速度快、重复性好，但无法满足钙钛矿太阳能电池大规模工业化生产所需要的大面积、低成本等制造要求。目前常用制备大面积钙钛矿生产工艺主要有刮涂法、狭缝涂布法、喷涂印刷、气相辅助沉积技术卷对卷法等。目前大面积钙钛矿太阳能电池的光电转换效率与旋涂法相比仍存在差距。
（4）不环保
含铅钙钛矿存在环境污染风险，也是产业化待解决的问题。在典型的有机金属卤化物钙钛矿电池中含有铅元素，而铅元素一旦泄露会产生严重的环境污染问题，因此铅元素在国际许多国家和地区都被列为禁止使用的材料。与此同时，含铅钙钛矿电池的回收也是重要的研究课题。研究者们在努力向无铅化钙钛矿探索，但相应会带来电池转换效率的降低。
较晶硅行业用铅量来说，钙钛矿太阳能电池用铅量实际更低。相对于晶硅电池更加环保。
（5）行业标准空缺
行业标准空缺也是钙钛矿产业发展亟待解决的问题之一。晶硅的内部体系和钙钛矿不同，所以不能简单套用晶硅的标准来测试钙钛矿。目前对于行业标准问题存在争议，普遍做法是沿用晶硅的IEC61215标准。
04
钙钛矿太阳能电池市场空间
设备空间：钙钛矿太阳能电池凭借高效率、低成本和日益提升的稳定性，将逐步提高在全球光伏市场的渗透率，我们测算，2030年钙钛矿太阳能电池设备市场空间约805亿元。
电池空间：钙钛矿具备质量轻、厚度小、柔性大、半透明等特性，是未来汽车用太阳贴膜和BIPV的明星材料，我们预计钙钛矿太阳能电池应用于电动汽车移动发电电源到2030年的全球市场空间约299亿元，而应用于BIPV所带来的市场增量将达千亿级别。
1.设备空间：预计2030年钙钛矿设备空间有望达805亿元
我们对2020-2030年钙钛矿太阳能电池市场空间进行测算，假设：
全球电池片产量从163GW增长至886GW，CAGR=18%，产能利用率为75%，产能从249GW增长至1181GW；
未来10年钙钛矿太阳能电池渗透率从0增长至30%；
2022-2030年，钙钛矿太阳能电池单GW设备投资额从15亿，下降至5亿。
测算可得，至2030年，钙钛矿太阳能电池设备市场空间约805亿元。
2.电池空间：轻、薄、柔、透特性优异，BIPV领域市场规模超千亿
质量轻、厚度低、可弯曲、半透明等特性丰富了PSCs应用场景。晶硅太阳能电池中的硅片厚度通常为160-180微米，而钙钛矿太阳能电池中钙钛矿层的厚度仅为0.3微米。钙钛矿太阳能电池采用低温溶液法制备即可实现优异的光电性能，十分适合制备成柔性电池，以便与航空、军事、建筑、可穿戴式发电器件集成在一起，极大拓宽了应用场景。目前柔性钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已达21.7%。
BIPV领域或是PSCs首当其冲覆盖应用市场，总市场规模超千亿。根据国家统计局数据，2020年我国城市建筑用地总面积约583亿平方米。
PSCs可用于电动汽车作为移动发电电源，2030年市场规模达299亿元。我们测算，2030年中国电动汽车总需求约2450.5万辆，假设每辆车贴膜面积为3平方米，市场规模可达147亿元人民币；2030年全球电动汽车总需求约4978.2万辆，市场规模达299亿元人民币。
05
钙钛矿电池相关公司
目前全球代表性研究小组、相关企业已逐渐进行钙钛矿电池商业化尝试。国内黎元新能源科技有限公司、杭州纤纳光电科技有限公司、苏州协鑫纳米科技有限公司正进行钙钛矿电池相关尝试。
1.PSCs设备相关公司：主要设备进入验收出货阶段，国产厂商创造多项第一
以德沪涂膜、晟成光伏、众能光电、迈为股份、捷佳伟创为首的国产钙钛矿设备厂商全球竞争实力雄厚，部分设备产品已进入验收、出货、交付阶段。
（1）晟成光伏：钙钛矿团簇型多腔式蒸镀设备现已量产，并成功应用于多个客户端
苏州晟成光伏设备有限公司成立于2010年，是京山轻机的全资子公司，坐落于苏州高新区，现有员工1000多人，其中技术研发人员超过300人。主要从事光伏行业智能化装备的研发、制造、销售及服务，目前产品已远销美、德、法等全球20多个国家和地区。公司为客户提供光伏组件制造整体解决方案，满足常规、双玻、半片、MBB、叠瓦等不同需求，也为电池和硅片制造等领域提供相关智能装备。
公司研发能力强，与协鑫光电强强联合，在钙钛矿产线设备方面展开深入战略合作。目前公司钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备现已量产，并成功应用于多个客户端。
（2）德沪涂膜：钙钛矿太阳能电池核心涂膜设备全球市占率第一
德沪涂膜是上海市嘉定区引进的高科技项目，是目前中国唯一可以参与世界竞争的电子级涂膜设备公司，对标世界前五德日韩狭缝涂布设备公司。公司聚焦太阳能电池、平板显示、电子信息、集成电路先进封装、氢电池等行业，提供研发、中试到量产的系列精密溶液成膜设备、系统和全解决方案。
公司钙钛矿太阳能电池核心涂膜设备在全球市占率第一。狭缝涂布技术能在玻璃、不锈钢片、塑料等基体上沉积各种液体化合物，通过精确控制液体流量和移动的相对速度，来制备所需技术指标的薄膜。公司获得2019年国家科技部重大科技专项，主持开发钙钛矿量产核心涂膜设备。在钙钛矿太阳能电池领域，公司的核心涂膜设备全球市占率最大。
2.PSCs电池相关公司：主要玩家研发全球领先，中试线在建新产品呼之欲出
以协鑫集成、纤纳光电、极电光能、众能光电、万度光能为首的本土钙钛矿电池厂商产业化进度引领全球，预计2023年钙钛矿太阳能电池总产能将接近1GW。
（1）协鑫光电：全球首条100MW大面积钙钛矿量产线正在建设中
协鑫光电成立于2010年，原身为惟华光能，专注于钙钛矿太阳能组件的研发、生产。2017年，公司被全球最大的光伏集团协鑫收购，后续道达尔能源、宁德时代等公司陆续成为公司股东。
大面积组件中试线建设进程遥遥领先。协鑫光电是行业目前唯一拥有量产产线的钙钛矿制造企业。
（2）极电光能：150MW中试线正在建设，新产品即将问世
极电光能前身是长城控股旗下蜂巢能源科技有限公司下设的太阳能事业部，自2018年初开始钙钛矿光电技术的预研工作，于2020年4月独立为无锡极电光能科技有限公司。公司围绕“钙钛矿”这一奇异的光电材料，致力于太阳电池及组件、发光量子点以及前驱体材料的产业化技术开发。公司研发团队实力雄厚，研发软硬件设施先进。
中试线加码建设，新产品即将问世。公司已成功完成2.2亿元Pre-A轮融资，并正在建设150MW钙钛矿光伏中试线项目。
（3）纤纳光电：连续7次刷新世界纪录的钙钛矿先行者
纤纳光电成立于2015年，致力于“钙钛矿前沿技术、钙钛矿材料研究、相关产品及高端装备的设计研发、低碳制造和市场化应用”，公司在全球累计申报200多项知识产权专利，承担了3项国家科技部重点研发计划，2019-2020连续两年被认定为最具成长性的准独角兽企业，当前已完成C轮融资。
七次刷新钙钛矿小组件转换效率世界纪录，获得全球首个钙钛矿加严稳定性测试认证。2017年公司第一次打破了国外对钙钛矿半导体光伏新材料的技术垄断后，先后7次刷新了钙钛矿太阳能组件效率的世界纪录，并获得全球首个钙钛矿稳定性认证及稳定性多倍加严认证。2021年11月，公司创造了钙钛矿小组件21.4%（稳态）转换效率的世界纪录，组件面积19.32cm2，公司在钙钛矿太阳能电池量产化技术方面具备国际领先优势。
公司建有国内首个钙钛矿生产基地，领航钙钛矿太阳能电池商业化。2021年6月3日，公司与亚玛顿签署合作协议，未来双方将在玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等多个方面展开多维度合作。2021年6月4日，公司与一道新能源签署了战略合作协议，致力于钙钛矿叠层技术、BIPV和BAPV等领域展开全面合作。
（4）众能光电：在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能可达200MW/年
杭州众能光电科技有限公司成立于2015年8月，核心团队来自清华大学和华中科技大学，定位于用新型薄膜光电技术将能源变得更加普惠大众，专业从事钙钛矿太阳能光伏组件以及相关装备的研发和产业化。
公司自主研发钙钛矿太阳能电池组件及相关设备。
公司拥有业内领先的钙钛矿太阳能电池生产线的供货业绩。公司已对外销售刮涂/涂布一体机、磁控溅射、热蒸发镀、ALD和激光刻蚀机等工艺单机以及钙钛矿太阳能光伏组件整线近100台套，钙钛矿激光划线刻蚀设备出货50台套，钙钛矿PVD设备出货量30台套。公司的64cm2和3000cm2的组件效率分别达到20%和17%，处在国际先进水平，公司在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能可达200MW/年。
（5）万度光能：投资60亿元建设钙钛矿太阳能电池生产基地
万度光能成立于2016年，主要从事超低成本光伏器件开发与产业推广，核心目标是基于印刷技术及廉价原材料，从基础研究到产业化应用全链条布局一体化推进，获得高效稳定的新型太阳能电池。
公司承接了华中科技大学武汉光电国家研究中心韩宏伟教授团队的研究成果。公司在单一导电衬底上通过逐层印刷方式涂覆三层介孔膜，制备可印刷介观钙钛矿太阳能电池。
公司投资60亿元建设万度光能可印刷介观钙钛矿太阳能电池生产基地项目。项目占地110亩，分两期建设，第一期建设一条200MW级可印刷介观钙钛矿太阳能电池大试线，成功后拟扩充至10GW产能，满足光伏市场对廉价太阳能电池的需求。项目建成投产后，每年可生产10GW以上的太阳能电池，实现年产值100亿元。
（6）合特光能：计划建首条异质结/钙钛矿叠层电池中试线，目标效率28%以上
公司的子公司合特光电计划在2022年底投产首条异质结/钙钛矿叠层电池中试线，目标效率28%以上，一旦该生产线顺利投产，将大幅增加公司产品的市场竞争力。
合特光电自2001年就开始了异质结太阳能电池的技术研发，并在电池工艺和生产设备方面取得了较大的突破，具有完全自主知识产权，此外还申请了异质结/钙钛矿叠层电池技术的相关专利。公司已经基本完成了从实验室走向市场端的过程，已经具备产品投产的技术条件，产线投产后可直接进入产品生产和推广，同时产业链的延伸布局也让产品有更大的降本空间。
2022年5月，杭萧钢构对合特光电员工开展持股计划。
3.其他相关公司
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钙钛矿电池发展展望
尽管目前还没有大规模产业化组件的大规模落地发电，但是业界对钙钛矿电池关注度非常高，钙钛矿电池商业化应用蓄势待发。未来钙钛矿电池电池将从以下几个方面精进发展：
1.优化器件性能，实现组件商用
从效率、面积和稳定性多方面实现技术的攻关与突破，并同步开发大面积钙钛矿电池生产设备，致力于低成本钙钛矿太阳能组件生产。
2.发展叠层电池技术，突破效率极限
多钙钛矿层或钙钛矿层叠加硅层，制成叠层电池，效率有望达到40%以上。
3.另辟蹊径，柔性钙钛矿电池助力柔性电子发展
柔性电子技术，可构建基于无线传感器的物联网系统，可穿戴健康检测系统，柔性显示系统等。钙钛矿柔性电池解决了自驱动系统的能量来源问题，有望为柔性电子产品提供可持续的绿色能源。
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参考资料
1.中信建投-专用设备行业光伏设备系列报告（深度）：钙钛矿电池稳定性如何了
2.广发证券-光伏设备行业之四：钙钛矿电池技术，再塑光伏效率天花板
3.天风证券-机械设备行业：ibc电池与钙钛矿电池，未来电池片技术将如何演绎
4.浙商证券-光伏设备行业行业深度报告：钙钛矿，下一代光伏新势力，渐成崛起之势
5.中银国际-钙钛矿光伏设备行业深度报告：钙钛矿技术频现积极信号，如何长远布局β和α
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