最近听到一个消息：光伏发电设备有重大突破，据说设备成本降低95%，效率提升很多，按此计算，光伏电的成本要断崖式下跌，光伏发电优势凸显出来了。

我们浙江衢州已经在建造这样的新型光伏发电站：全球首个钙钛矿光伏地面电站。

先认识一下“钙钛矿”：一般为立方体或八面体形状，具有光泽，浅色到棕色。是一类陶瓷氧化物，其分子通式为ABO3。此类氧化物最早被发现，是存在于钙钛矿石中的钛酸钙（CaTiO3）化合物，因此而得名。见下图：


用钙钛矿材料做太阳能电池，不仅转换效率有明显优势，而且制作工艺也相对简单。因此，更便宜、更容易制造的钙钛矿太阳能电池，很有可能改变整个新能源的格局。

钙钛矿太阳能电池还有潜力与硅电池板相结合，制造出效率达30%甚至更高的串联电池。成本低，效率高，又轻又薄，这不正是大家梦寐以求的太阳能材料吗？

而且钙钛矿地球上的储量非常丰富，总储量是海水的7倍，所以材料成本非常低，仅为传统光伏电池的5%左右。实现大规模应用后，发电成本至少降至晶硅电池的一半左右。

这次衢州建造的电站规模不大，衢江区（十点嫂老家）钙钛矿集中式光伏电站一期项目占地约250亩，装机容量12兆瓦，计划总投资6000万元，但这是全球首个钙钛矿光伏地面电站。

已经变为现实了，说明切实可行，这是光伏发电的里程碑事件。钙钛矿光伏作为一种新兴的光伏技术，不仅在效率上可以比肩晶硅光伏的效率，而且在成本和工艺上更具显著优势。

此外，钙钛矿光伏弱光性能优异、光电特性可调，是晶硅光伏不具备的特点，这使钙钛矿光伏在应用场景上更有想象力，未来有望使光伏应用走进千家万户，为家里的日用电器提供能源。

近年来，多家初创公司已开始建立百兆瓦级别的钙钛矿光伏产线，协鑫、隆基及宁德时代等巨头也纷纷布局，仅2021年就有17家企业参与钙钛矿产业的投融资，金额超85亿元。


早期的钙钛矿光伏电池并没有引起很多的关注，一方面效率仅为2.2%，另一方面这些器件寿命很短，其中的极性电解质溶液使电池性能迅速衰减。

直到2012年，钙钛矿光伏电池中引入固体电解质Spiro-MeOTAD（是一种染料，敏化太阳能电池材料，你可以理解为催化剂）作为空穴传输材料，电池寿命显著延长，且效率提高到9.7%，才引起科学家的重视。转换效率与单晶硅对比如下：


近些年，科学家通过调节钙钛矿材料组分、设计新器件结构和开发新工艺，实现了单结25.7%，双结28%的光电转换效率 ，与单晶硅已经不相上下。

最新技术更加不得了，新式钙钛矿光伏电池的单层理论效率可达31%，钙钛矿双结叠层电池转换效率可达35%，钙钛矿三结叠层电池理论效率可达45%以上。

45%还不是天花板，如果掺杂新型材料,钙钛矿电池的转换效率最高能达到惊人的50%，是目前晶硅电池的2倍左右。总结一下钙钛矿光伏优势：

1、材料用量少。钙钛矿光伏电池由于光吸收能力强，材料的用量非常低，钙钛矿组件中钙钛矿层厚度大概是0.4um，而晶硅组件中的硅片厚度通常为180um，差了40-50倍。

2021年全球大概有50万吨硅料的产量，倘若把这50万吨硅料完全替换成钙钛矿，大概1000吨就可以满足需求 ，降本空间十分可观。

2、组件价格低廉。钙钛矿光伏电池采用溶液法工艺，其前驱液的配制不涉及任何复杂工艺，对纯度要求不高。

晶硅材料纯度必须达到99.9999%（6个9）以上才能用于制造太阳能电池，而钙钛矿只需98%（1个9）左右就可以用于制造效率达20%以上的太阳能电池。

当下晶硅组件的制造成本在1元/W以上，而钙钛矿组件成本只有一半，约为0.5~0.6元/W，其中钙钛矿材料成本占比仅为5%，玻璃、靶材等占到另外的60%以上，钙钛矿组件未来仍有较大的降本空间。

3、投资成本低。以1GW产能投资来对比，晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来，需要10亿元的投资，而同等规模下，钙钛矿的投资约为5亿元左右，是晶硅的一半。

4、工艺简单，产业链缩短。对于晶硅来说，硅料、硅片、电池、组件需要4个以上不同工厂生产加工，一片组件的制造时间需要3天左右。

而对于钙钛矿只需要1个工厂，从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入，到组件成型，总共只需45分钟。

5、低温制备，能耗低。晶硅在拉单晶的过程中需要900℃以上的温度将硅料融化，而钙钛矿各功能层的加工温度不超过180℃，且大多数环节也无需真空条件。

从能耗角度，单晶组件制造的能耗大约是1.52KWh/W，而钙钛矿组件能耗为0.12KWh/W，单瓦能耗只有晶硅的1/10，能量回报周期短。

6、光电转化效率高。钙钛矿材料吸收的光子转换成电子后，由于其载流子具有较长的扩散距离（几个微米，远大于钙钛矿薄膜厚度），很容易被电极收集、损耗较小，因此能产生较高的光生电压和电流，综合表现出较高的光电转换效率。

7、弱光性能好。钙钛矿光伏电池弱光下具有优异的光电转化效率，未来有机会将室内照明的弱光和阴天时室外弱的太阳光利用起来发电，这也是钙钛矿光伏区别于传统硅基光伏的一大优势。

相关的研究表明，钙钛矿光伏电池在200Lux（照明单位）的弱光下仍可输出25%以上的光电转换效率。

夏季明朗的室内光照强度为100～550Lux，而100W的白炽灯光照强度约1200 Lux，荧光灯的发光效率是白炽灯的3～4倍。

这就意味着钙钛矿光伏未来有望在室内弱光条件下为一些低能耗电器提供可靠稳定的电力来源。也就是说，以后你家的部分电器用电靠墙上的钙钛矿光伏发电即可。

原标题：光伏行业要变天了！