1. 钙钛矿：生态链快速建设，产业从 0 到 1 爆发前夕

　　1.1. 第三代太阳能电池，或为光伏最终路线

　　第三代太阳能电池，转换效率大幅提升。第一代光伏电池以单晶硅和多晶硅为主， 根据硅片类型可进一步划分为 P 型和 N 型，P 型代表为单晶 PERC，为当前主流技 术路线。N 型代表则为 TOPCon 和 HJT，极限效率分别为 28.7%和 27.5%,目前光伏 产业链正处于 N 型快速扩张时期；第二代则是以砷化镓为代表的薄膜型电池，但是 制备成本较高；而钙钛矿为代表的第三代薄膜电池，具有 PCE 高和成本低廉的双 重优势。单结钙钛矿极限效率约为 33%，叠层可达到 40%以上。

　　直接隙材料优势明显，光吸收系数较高。钙钛矿材料性能优异主要来自于其独特的 面心立方体结构，具有优异的光电性质-吸光系数高、带隙可调、激子结合能低和扩 散距离长等优势，其结构式可表示为 AMX3，当前对钙钛矿材料的研究多集中在甲 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)等。

　　介孔层增强载流子收集能力。钙钛矿电池沿用燃料敏化太阳能电池的叫法，把电子 传输层在底下的为正式结构，反之则为反式结构。再根据介孔层- ( Mesoporous Layer) 进一步划分为介孔和平面。介孔层的作用主要是为钙钛矿提供沉积支架和传输电荷， 通过降低传输距离增强载流子收集能力并阻止漏电。但是介孔层会限制晶粒生长， 反而降低开路电压（Voc）和短路电流密度（Jsc）。 PSCs 发展速度远超晶硅，大尺寸组件开始突破。钙钛矿 2009 年首次应用时效率仅 为 3.8%，2016 年电池效率就突破 20%。2023 年 3 月，极电光能官方公众号发布其 809.8cm2 大尺寸钙钛矿光伏组件经国际权威机构 JET 检测认证，其转换效率达到 19.9%。目前公司在 16.7cm2 钙钛矿组件转换效率也已经突破 22.9%。

　　1.2. 钙钛矿 VS 晶硅：效率大幅提升，降本潜力远超晶硅

　　1.2.1. 效率端：前沿效率不断刷新，效率接近转换极限

　　实验室效率日新月异，叠层进展迅速。根据美国 NREL 统计，自上世纪 70 年代发 明晶硅电池以来，当前晶硅路线 HJT 最高效率为 26.81%（隆基，2022/11）。而钙钛 矿自 14.1%（EPFL，2013/06）仅仅用 9 年就达到了 25.7%（UNIST，2022/01）；钙 钛矿/硅叠层更是达到了 32.5%。在极限效率上，单结钙钛矿的效率极限为 33%，而 晶硅电池的理论转换效率极限为 29.4%，叠层钙钛矿更可以达到 40%以上。

　　1.2.2. 成本端：产业链一体化提升，效率接近转换极限

　　降本增效持续推进。根据极电光能测算，百 MW 钙钛矿成本已经低于晶硅组件。百 MW 阶段的成本有望控制在 1-1.5 元/瓦之间；GW 级别生产时，成本可降到 0.8 元/ 瓦；10GW 级别降到约 0.6 元/瓦。若钙钛矿组件效率在达到 17%同时保持成本在 1.3 元/瓦以内，并且寿命稳定 25 年则将拥有较强的市场竞争力。 产业链投资进一步集中，约为晶硅线路的 50%。光伏晶硅产业链涉及硅料厂-硅片 厂-电池厂-组件厂合计四个环节，合计投资额约 9.6 亿元，中间考虑运输环节需要耗 时 3 日以上。而钙钛矿从原材料到组件出厂仅需要一个工厂，耗时 45 分钟左右。预 计未来在 GW 级别投产情况下，钙钛矿电池投资额可降至晶硅线路的一半 ，GaAs 的十分之一。

　　压缩极限成本，材料成本占比约 56%。长期来看，钙钛矿组件成本可降低至 0.5-0.6 元/瓦。同时钙钛矿电池原材料均属于基础化工材料，可通过人工合成，不含有稀有 元素，对比晶硅路线的硅料更加廉价易得。从外，钙钛矿材料对杂质敏感度低，对 原材料的纯度要求低于晶硅。在工艺上，钙钛矿生产温度不超 150 度，相比于晶硅 1000 度左右的高温可以做到降低能耗的作用。目前 FTO 导电玻璃约占材料成本的 65%，但透明导电玻璃属于成熟产品，随着下游需求的扩张，产能可迅速扩张。

　　1.2.3. 应用端：电站建设成本进一步降低，下游 BIPV 应用广泛

　　发电量占优，光伏电站建设成本降低。根据研究表明，得益于超高的吸光系数和禁 带宽度，转换效率在17.9%的钙钛矿组件发电量约等于转换效率20.4%的晶硅组件。 建设成本方面，假定钙钛矿组件转换效率为 15%，晶硅组件转换效率 20.5%。钙钛 矿组件的建设成本约为 3.12 元/瓦，对比单晶硅组件的 3.33 元/瓦，其中组件上约有 0.7 元/瓦的优势，但在支架成本和土建成本上稍高于晶硅。综合考虑，钙钛矿较晶 硅在电站建设上约有 0.21 元/瓦的优势。