钙钛矿：百MW中试线运行成熟，GW线逐步落地
思瀚产业研究院    2025-07-03

钙钛矿：光电材料新秀，提效快、成本低

钙钛矿为一类化合物统称（ABX3），具备组分可调、带隙可调，量产成本低等优势，自结构提出以来实验室级量产效率快速提升，具备充足的光电竞争潜力。1839年德国矿物学家GustavRose发现了矿物质钛酸钙CaTiO3。后来ABO3型氧化物的简单钙钛矿被广泛研究，于是人们以“perovskite”一词来描述庞大的钙钛矿家族及其衍生化合物。

对比：钙钛矿优势多，产业化潜力十足

1）效率上限更高。钙钛矿电池具备高光吸收系数、受温差影响小，光电损失少，单结钙钛矿电池效率上限超30%，双结叠层效率上限更有望接近45%，而晶硅电池效率难以突破30%。

2）潜在量产成本更低。钙钛矿电池产能投资约5-7亿元/GW，未来成熟后有进一步下降空间；GW级量产组件成本小于1元/W，有望向0.5元/W靠拢，可实现全口径平价上网，而晶硅电池成本较高。

 3）具备高弱光效应。钙钛矿材料在可见光范围吸收系数可以达到105cm-1，具备高光捕获能力；并且电池带隙，接近弱光下电池最高效率所需带隙，因此在阴雨天气和日出日落等弱光环境均能工作。

 4）下游应用领域广阔。钙钛矿电池在分布式光伏市场具备竞争力，可广泛应用于BIPV幕墙和屋顶，此外也是光伏车顶的优良材料。

钙钛矿材料稳定性存在担忧，产业化受制

离子晶体结构，钙钛矿材料具备不稳定性。钙钛矿自身的不稳定性可分为：1）物理不稳定性，即材料本身分解能较低，离子容易发生扩散，温度或者组分的差异会导致钙钛矿材料发生成分偏析或者相分离，影响钙钛矿层的光电性能和长期稳定性；2）化学不稳定性，即钙钛矿具有离子键合特性，并且组成离子均为离子势较小的“软”离子, 且含有较易分解的有机铵离子, 这使得钙钛矿体系形成能较小、缺陷密度较高、各组分反应活性大，容易与环境中的水分子、空气发生反应，光照下发生相分离，同时大量缺陷的存在也使得离子迁移很容易发生，是钙钛矿太阳能电池存在“迟滞”现象的重要原因，离子迁移的累积会造成钙钛矿晶体结构的崩塌，极大地损害器件的长期稳定性 。

产能：百MW运行稳定，GW线逐步落地

钙钛矿百MW中试线运行2年+，25年GW线逐步落地。2022年-2023年钙钛矿行业初步显露市场，百MW中试线密集落地。经过2年多稳定运行+小规模出货，钙钛矿迈向GW线逐步落地投产；行业已有京东方+极电光能两条GW单线投产，预计25H2纤纳光电、协鑫光电、宁德时代等GW线有望投产落地，26年仁烁光能等厂商亦有望跟进GW线投产。

技术：单结针对差异化市场，叠层突围主力市场

晶硅产能过剩压制单结钙钛矿性价比，单结钙钛矿依靠差异化求存、叠层组件依靠效率突围光伏主力市场。晶硅组件量产技术成熟，在产能过剩背景下行业亏损销售、导致技术具备极致性价比（TW级产能、价格0.6元+/W、组件效率23%+）。相较下，钙钛矿由于量产规模较小，技术竞争上存在劣势（百MW单线产能、成本1-1.5元/W、组件效率18%+）。

单结钙钛矿：1）弱光发电可带来发电量优势；2）推出差异化市场产品，如柔性、玻璃幕墙等。叠层钙钛矿：依靠叠层效率优势与晶硅主力市场竞争，预计25H2量产27%+叠层产品有望推出市场，领先主流效率4%+，赚取效率溢价。

技术：2端子叠层技术难度高，4端子更具量产能力

钙钛矿具备带隙、组分可调整等优点，因此可调制不同带隙的配方与晶硅等底电池搭配制作叠层电池。

1）2端子：两结叠层电池为主要应用方向，钙钛矿/晶硅叠层目前效率最高。叠层的结数越多，理论上可以获得更高的效率，但是考虑到成本，目前两结叠层电池为主要应用方向；钙钛矿/晶硅叠层效率可达32%+。

2）4端子：但两端子叠层技术难度更高，短期量产难度较大。协鑫光电等运用4端子叠层技术实现电压匹配，量产可行性更高，预计25H2有望推向市场。

路线：初创企业从单结向叠层拓展，大厂深挖叠层

单结or叠层、钙钛矿/晶硅or钙钛矿/钙钛矿叠层，是当前量产技术路线主要区别。目前工业界出于稳定性、效率成本的考虑，基本比较认同：单结结构方面采用平面反式结构，叠层方式上采用两端叠层。在技术路线上的差异主要表现在做单结还是叠层电池，如果做叠层，是做钙钛矿/晶硅叠层，还是全钙钛矿叠层。

不同技术路线各有优劣，目前晶硅大厂倾向选择钙钛矿/晶硅叠层的路线，全钙钛矿路线比较适合初创企业。1）效率上，钙钛矿/晶硅叠层发展最快，效率最高；2）光电损失上，单结电池损失最小；3）稳定性上，全钙钛矿电池稳定性最差；4）成本上，全钙钛矿电池成本度电最低；5）主流厂商选择路线：量产阶段，单结和叠层电池厂商数量相近，战略规划阶段，大部分厂商选择叠层电池，在叠层电池中，晶硅大厂为发挥技术优势，首选钙钛矿/晶硅叠层。仁烁光能独树一帜选择全钙钛矿叠层，为初创企业技术路线选择提供参考。

效率：单结量产稳步推进，叠层瞄准27%+

单结效率稳步提升，4端子叠层量产可行性高、瞄准27%+量产效率。钙钛矿中试线落地以来单结量产效率稳步提升，平均保持约年均1pct组件效率提升。以协鑫光电单结量产效率为例，公司21年2平米百MW线投产效率约10%，22年、23年分别提升至14%、18%；24年单结认证效率达19%+，预计25年底部单结效率有望达20%+。

小面积叠层效率持续提高，量产高效叠层组件25H2有望面世。 24年4月协鑫光电叠层组件打破记录实现1.71㎡、稳态效率26.36% ；25年1月协鑫光电2048cm²钙钛矿晶硅叠层组件，稳态效率突破29.51%（中国计量院认证），小面积效率持续提升；协鑫正致力于2.76m²商业组件的量产出货以及稳定性攻关，25H2有望27%+量产面世。

稳定性：通过IEC认证标准，户外电站持续观测

IEC稳定性测试通过，户外电站已陆续建设；26年底稳定性质疑或有定论。

1）IEC认证测试：头部钙钛矿厂商均通过IEC61215及61730稳定性测试。该项认证为主流晶硅组件稳定性测试，晶硅通过该项即可认为稳定性达标、面向市场。25年6月协鑫光电通过IEC的3倍加严老化测试（德国TÜV莱茵执行），成为全球首家达成的钙钛矿企业，证明量产可靠性进一步提升。

2）钙钛矿户外电站自23年底、24年初逐步建设，各地体量规模约MW级别。当前户外电站运行约1年+，钙钛矿组件稳定性持续实证验证，弱光发电优势逐步展露。

3）国家级项目26年结项+户外电站运行3年+，稳定性问题或有定论。仁烁光能承接国家项目课题钙钛矿退化机制的研究，课题要求预计26年结项，对钙钛矿退化机制得出科学性结果；同时户外电站运行3年+，实证数据充足，预计届时稳定性问题或将有定论。

协鑫光电：背靠协鑫，学者科研实力加持

公司背景：公司成立于2010年，前身为厦门惟华光能，于2016年被协鑫集团收购并成立协鑫纳米科技有限公司。董事长范斌博士学者出身，师从钙钛矿领域开拓者瑞士洛桑联邦理工学院Michael Gratzel教授。公司在钙钛矿电池研发上共有76项专利已获授权，其中发明专利25项，实用新型专利51项。

路线选择：单结尺寸2m×1m（大尺寸）；GW级产线2.4×1.2m+晶硅叠层。

产业化优势：首条吉瓦级钙钛矿叠层生产线已进入设备调试阶段，预计2025年底正式量产

转换效率：量产效率破19%（19.04%，中国计量院2024.03.06）；预计每年爬坡1~2%（绝对值），今年可突破20%以上电池转换效率；目标未来钙钛矿组件效率提升至25%以上。首家通过莱茵公司的三倍IEC测试。

产能进展：2017年10MW中试线建成；2021年9月100MW 量产线建成（研发），尺寸1m×2m，当前单结效率破19%；25年推出叠层产品，叠层实验室效率达29.5%，量产未来能达到28%。计划在10月份完成第一条GW线的500兆瓦安装，预计25年年底投产。

纤纳光电：产业化进度领先，政策重点支持

公司背景：公司成立于2015年，是国内第一批从事钙钛矿商业化研究的机构，以及全球首家实现百兆瓦级钙钛矿组件制造和商业应用的公司。公司承担了三项科技部国家重点研发计划，三项浙江省重点研发计划和浙江省领军型创新创业团队项目，申报完全自主知识产权专利350多项。

路线选择：冻晶技术单结钙钛矿，尺寸0.6m×1.2m。

产业化优势：实现第三代钙钛矿光伏组件（ 纤纳α组件）量产的公司，先发优势明显；与金晶科技达成战略合作，确保公司在TCO玻璃上的需求供应。与泽润新能达成合作，可以直接将钙钛矿电池和传统晶硅电池产线相结合。自主研发的冷冻激光修复技术大幅提升大面积组件的效率和稳定性。

转换效率：小组件效率23.9％（Solar Cell Efficiency Tables认证）实验室效率达27%，2025年量产效率有望达到20%；中型钙钛矿组件21.86%@810cm²（计量科学院认证）；应用“冻晶”技术，稳定性远超IEC61215标准，且已获得IEC61730、 IEC63209认证。

产能进展：2019年20MW中试线落地；2021年12月100MW产线落成；2022年7月5000片α组件实现出货；2023年100MW量产线投产；预计2025年下半年500MW产线投产。

极电光能：深耕光伏行业，实验室到产线综合发展

公司背景：公司起源于长城控股集团，2018年开始钙钛矿技术研发，创始人于振瑞博士拥有35年光伏从业经验，组建了一支覆盖从实验室到产线的综合性队伍。

路线选择：单结钙钛矿，尺寸0.6m×1.2m→ 2.4m×1.2m 。

产业化优势：全球首条GW级钙钛矿组件生产线投入量产。

转换效率：19.9%@809.8cm²；150MW中试线0.72m²组件稳态效率18.1%（NREL认证）；GW级量产线2.82㎡钙钛矿组件全面积稳态效率17.04%（并通过IEC61215/IEC61730测试和DH1000/TC200测试）。

产线进展：2022年12月150MW产线投产运行；23年效率达18%；2024 年 GW 级钙钛矿光伏组件量产线首片 2.8 平米组件下线，效率达 16.1%；25年全球首条 GW 级钙钛矿组件生产线投入量产，每年产出约 180万片钙钛矿光伏组件。

大正微纳：专注柔性钙钛矿，实现量产前景广阔

公司背景：公司由清华大学材料硕士、哈佛大学博士马晨创立于2018年11月28日，与清华大学、四川大学以及若上市企业有业务往来。“钙钛矿之父”宫坂力教授为其首席科学家和特聘顾问，且拥有柔性钙钛矿量产线。拥有16项钙钛矿专利以及若干涂布设备专利。

路线选择：柔性钙钛矿全制程，尺寸0.6m×1.2m和0.7m*1.6m。

产业化优势：实现柔性钙钛矿量产的公司，先发优势明显，应用场景丰富。自主研发涂布设备并向多家上市公司出售。拥有先进工艺可在非平整塑料薄膜加工。

转换效率：21年柔性钙钛矿效率突破 21%（CNAS认证）。大尺寸组件量产13%-15%，发电量远超晶硅，未来可达到18%。大面积柔性组件通过IEC61646。

产线进展：2021年建设中试线，2022年7月投产；2023年7开始扩建100MW级柔性钙钛矿中试线；25年年底在厦门海沧区落地百MW量产线。

钙钛矿电池产业化加速，晶硅钙钛矿叠层前景可期

相较于纯钙钛矿电池路线，晶硅-钙钛矿叠层电池有望率先产业化。对于许多有硅技术积累的公司来说，晶硅叠加钙钛矿是一个既能利用原有产线和技术积累、又能降本增效的路线。相较于Topcon 叠层，钙钛矿与 HJT叠层更合适，需要做的改造更少，同时钙钛矿/HJT 叠层电池为串联结构，输出超高电压，提高转换效率。目前HJT-钙钛矿叠层电池实验转换效率目前已达到 34.6%，已有多家硅电池厂商涉足。

牛津光伏：立足欧洲市场，学术背景实力雄厚

公司背景：牛津光伏（Oxford PV）是英国牛津大学校办公司，成立于2010年，致力于推动欧洲光伏平价上网，自2012年开始推动钙钛矿晶硅太阳能电池的商业化。联合创始人兼首席科学官是牛津大学物理学教授Henry J. Snaith，其带领的科研团队在《Nature》、《Science》等国际著名期刊发表论文和专利600多篇，文章被引近19万次，其团队关于钙钛矿器件的稳定性研究对推动钙钛矿商业化有重大影响。

路线选择：钙钛矿-HJT叠层。

产业化优势：实验室效率行业领先，研发团队实力雄劲，与天合光能达成合作，获得了在中国内地研发、制造、销售与钙钛矿有关的光伏产品的独家许可。

转换效率：29.52%@1cm² 钙钛矿/硅叠层。全尺寸钙钛矿/硅叠层电池的效率达到28.6%，实验室1.6㎡组件效率26.9%。通过IEC61215双85测试。

产线进展：2023年100MW产线投产；2025年预计量产效率27%。

钙钛矿电池产业化加速，全钙钛矿叠层一枝独秀

仁烁光能GW级产线正在建设中，预计2026年投产。仁烁光能是目前钙钛矿厂家中专注全钙钛矿叠层的组件厂商。2024年12月30日，钙钛矿组件获德国莱茵TÜV IEC 61215与IEC 61730认证证书

全钙钛矿叠层优势：1）规避单结钙钛矿缺陷带来的电池短路，减少对放大面积后的效率和稳定性的影响，从世界纪录可以看到，随着面积的放大，叠层钙钛矿发电效率衰减的速度比单结慢；2）解决晶硅叠钙钛矿电池中的晶硅层与钙钛矿层寿命不一致的问题；3）制作钙钛矿层用一步法，相对晶硅叠钙钛矿降低制作工艺难度。

仁烁光能：专注全钙钛矿叠层，技术突破领先行业

公司背景：公司由南京大学谭海仁教授创立于2021年12月，背靠南京大学、复旦大学、中科院等知名高校和科研机构，产业化管理团队为协鑫集团原核心管理层之一，技术团队在钙钛矿太阳能电池转化效率方面数次创造世界纪录。

路线选择：全钙钛矿叠层（行业领先），尺寸0.6m×1.2m 。

产业化优势：已研发成功替代晶硅窄带隙的钙钛矿层配方，成功实现全钙钛矿叠层组件，提效降本优势明显；已成功研发叠层钙钛矿互连层配方和工艺；与德沪涂膜合作成功调试适配公司材料体系及工艺配方的狭缝涂布设备，快速实现技术产业化。承接领域国家项目课题：钛矿退化机制的研究。可提供整线技术服务。

转换效率：1）实验室效率： 22 年年底日本JET认证29%。钙钛矿/晶硅叠层超34%，钙钛矿/钙钛矿叠层超32%。2）产业化效率：单结钙钛矿超20%。通过IEC61215/61735检验

产线进展：22年8月建成苏州高新区10MW叠层产线（研发为主）；常熟150MW23年建成，24年投产，尺寸1.2*0.6；25年量产效率22%，GW级在建，GW线建成后升级叠层；预计26年GW级投产。

更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网《2024-2029年中国钙钛矿电池行业市场调研及投资前景预测分析报告》《钙钛矿叠层太阳能电池装备产业化项目可行性研究报告》《1GW高效钙钛矿太阳能电池组件项目可行性研究报告》《钙钛矿光伏电池研发中心及中试基地平台建设项目可行性研究报告》《2024-2029年中国钙钛矿电池行业市场调研及投资前景预测分析报告》《光伏钙钛矿设备扩产建设项目可行性研究报告》《钙钛矿及钙钛矿叠层设备产业化项目可行性研究报告》，同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告（立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会）、产业规划、园区规划、商业计划书（股权融资、招商合资、内部决策）、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。