2023年协鑫科技分析报告：绿色能源领导者，颗粒硅+钙钛矿快速发展

公司概况：硅料老牌龙头，进军颗粒硅赛道

高效光伏材料领军者，颗粒硅龙头再起航

协鑫科技控股有限公司成立于 2006 年，2007 年公司在香港联合交易所主板上市，公司是全球领先的高效光伏材料研发和制造商，不断突破行业关键技 术，持续引领高效光伏材料技术的发展方向。2009 年公司收购江苏中能硅业发展有限公 司 100%股权，成为中国最大、全球领先的多晶硅供应商，2010 年以来，公司布局颗粒硅 产能，2012 年公司顺利产出标准硅烷气，FBR 颗粒硅技术取得阶段性成果，实现颗粒硅 千吨级中试，公司历经十年时间研发的具有自主知识产权的硅烷流化床法（FBR）颗粒硅 技术，拥有低成本、高品质与低碳足迹等多重优势，截止 2023Q3 末，公司颗粒硅有效产 能达到 32 万吨，占全球硅料有效产能近 20%。在深耕硅料业务的同时，公司积极布局光 伏前沿技术，子公司协鑫光电在钙钛矿太阳能电池领域多次取得突破。

股权结构集中，子公司分布主产业链诸多环节。公司股权集中，截止 2023 年 6 月 30 日，协鑫集团有限公司持有协鑫科技 23.65%的股权，公司目前实际控制人为协鑫集团董 事长朱共山先生。公司作为传统光伏行业龙头，近年来除了深耕颗粒硅技术外，持续布局 产业链上中下游环节，截止 2023 年中，公司参控股以及合联营企业超过 40 家，其中公司 颗粒硅产能分布在徐州、乐山、包头以及呼和浩特四个基地，昆山协鑫光电材料有限公司 则主要负责钙钛矿太阳能电池的研发和制造。

主营业务覆盖光伏主产业链上游产品，引领高效光伏材料技术的发展方向。协鑫科技 主营业务包括多晶硅、颗粒硅、硅片等主要光伏产品，从改良西门子法（GCL 法）到硅烷 流化床法（FBR）技术，公司以研发驱动产品创新，始终引领行业技术变革，2023 年上 半年公司实现多晶硅销售 111.18 亿元，占营业收入比重首次超过 50%达到 53%。在硅片 业务方面，公司产品覆盖 166mm 至 210mm 的主流尺寸，持续探索薄片化切割技术，同 时积极推动产线设备结构升级、优化工艺流程，以完全匹配 M12（210mm）等大尺寸硅 片加工的技术要求，实现大尺寸硅片从设备到工艺的全流程开发，2022 年全年和 2023 年 上半年公司硅片业务实现营收 140.46 亿元和 72.01 亿元，分别占营收 39.1%和 34.4%。 组件方面，公司子公司协鑫光电专注于钙钛矿等第三代光伏电池组件的技术研发和生产， 提供 1m*2m 尺寸的太阳能组件，并依托现有的百兆瓦产线，不断提高钙钛矿电池的光电 转换效率。

资产结构不断改善，持续研发高投入

公司营收维持高增，2021-2022 年净利润回归增长主线。公司主营业务为光伏硅料、 硅片的制造和销售，2020 年以来，受益于光伏行业景气度持续上行，组件装机需求高增 导致上游硅料市场产能紧缺问题凸显，推动硅料价格大幅上涨，公司硅料业务迎来量利齐 升，主营业务收入规模从 2020 年的 146 亿元快速增长至 2022 年的 359 亿元，对应 CAGR 约 56.8%。在利润端，我们看到随着硅料价格的快速上行，公司多晶硅、颗粒硅外销出货 量稳中有升，在经历了 2020 年巨额资产减值损失导致的净亏损后，受益于硅料价格高企 及产能释放，公司 2021-22 年利润重回增长轨道，2022 年全年公司实现净利润 163.9 亿 元（+222.4% YoY）。 2023 年硅料行业大幅产能扩张落地，供给瓶颈问题得到明显缓解，硅料价格在经历 了年初的阶段性反弹后维持在 6-8万元/吨水平，较 2022 年高点的 30万元/吨下滑近80%， 尽管公司颗粒硅产能在 2023 年大规模落地，但由于硅料价格下滑，导致公司 2023 年上半 年利润仅 55.18 亿元（-20.1% YoY）。

硅料毛利小幅下滑，盈利改善明显。过去十年，公司毛利率始终维持在 20%以上水平， 在多晶硅价格持续上涨的推动下，公司毛利率自 2020 年以来逐年提升，2022 年硅料价格 一度上涨至 300 元/kg 以上水平，公司全年综合毛利率环比提升 11.39pcts 至 48.69%。 规模优势凸显，综合费用率逐年下滑。2020 年以来，公司硅料、硅片出货量不断增 加，规模效应带动费用管控能力明显改善，综合费用率从 2020 年的 33.97%下滑至 2023H1 的 6.94%。其中，得益于银行借款和其他借款结余的减少，2023 年上半年公司财务费用 率仅为 1.01%，较 2020 年下滑 20.16pcts。

资产负债持续向好，负债率显著下降。2020 年以来，公司持续优化负债结构，资产 负债率快速下降，截止 2023Q2 末，已达到 46.5%，较 2020 年下降了 28.2pcts。持续优 化的资产负债结构也带了盈利能力的提升和资产回报的改善，2022 年公司 ROE、ROA 和 ROIC 分别达到 44.7%/33.0%/21.4%，同比分别提升 22.4/14.4/22.5pcts。

研发为矛，持续高投入推动颗粒硅商业化进程加速。2023H1 公司研发支出 9.02 亿元 （+30.9% YoY），占营业收入的 4.2%，2019 年以来公司研发费用率始终维持在 3%以上 水平，围绕颗粒硅下游应用场景和产业生态，公司持续研发突破 CCZ、颗粒硅以及大尺寸 薄片化等关键技术，公司突破性地采用硅烷流化床法（FBR）生产颗粒硅，具有低能耗、 低成本等优势，配合连续直拉单晶（CCZ）技术，实现了 20%以上的单产提升和 10%的 成本下降。

成本下降刺激需求，硅料行业迎来洗牌

光伏平价时代，全球新增装机有望超预期

光伏装机需求或将回归稳健增长，地面电站项目占比回升。光伏各制造环节产能释放 带动产业链价格持续下降，电站项目收益率稳步上升，尤其是此前受制于项目 IRR 较低而 受搁置的地面电站项目，迎来需求快速爆发。我们预计 2023 年国内光伏装机规模将达 190GW 左右，同比增长约 115%，其中地面电站占比将由去年的 42%提升至 50%左右； 但考虑新能源并网消纳压力加大，装机管理力度趋严，我们预计 2024 年国内装机增速或 将出现明显放缓。而考虑到海外市场受益于政策支持、低价组件和利率下行等因素刺激， 光伏终端需求或仍将维持较高景气度，我们预计 2023-25 年全球光伏装机将分别达 370/450/550GW 左右，对应未来两年行业增速中枢或在 20%-25%。

硅料产能加速释放，产业链成本快速下行

硅料价格高企抑制此前光伏装机需求，近两年来限制光伏装机增长的最大瓶颈在于上 游硅料环节。通常硅料价格每上涨 10 元/kg，对应组件成本上涨近 3 分/W，根据我们测算， 当硅料价格（单晶致密料）超过 300 元/kg 时，组件价格接近 1.9 元/W，对应国内光伏地 面电站项目 IRR 下降至 6%以下的较低水平。2023Q2 以来，上游硅料产能大规模落地， 推动全产业链成本快速下行，同时 N 型电池组件的持续扩产，加速 P 型组件价格急跌，截 止 2023 年 11 月末，主流 P 型 182 功率组件价格在 0.94-0.99 元/W 区间，而 N 型 TOPCon 组件价格在 0.98-1.12 元/W，考虑到一般电站项目 10%的配储需求，则目前组件价格对应 地面电站项目 IRR 提升至 10%以上较高水平。

硅料供需短期难以扭转，新增产能陆续投放。2023H1 多晶硅料行业经历扩产高峰期， 产业释放进度明显加快，硅料呈现阶段性供过于求且短期供需结构难以扭转，根据 PV Infolink、中国有色金属工业协会硅业分会数据，我们预计 2023/24 年底全球多晶硅产能将 分别达到 240/390 万吨，对应年化有效产能 165/280 万吨。随着硅料产能的加速释放，月 产量从 2022 年 1 月的 5.2 万吨大幅提升至今年 10 月的 13.7 万吨，往后看，我们认为 2024 年仍有超 100 万吨的新增硅料产能落地，对应组件近 400GW，考虑到硅片行业同样处于 产能过剩阶段，硅片环节的跌价及出货不畅进一步倒逼硅料降价，截止 2023 年 11 月末， N 型硅料价格在 67-70 元/Kg 区间，P 型致密料价格逼近 60 元/Kg，我们预计随着硅料新 产能的进一步释放叠加下游价格尚未企稳的情况，短期硅料价格下跌趋势难以扭转。

2023 年末名义硅料产能或接近 240 万吨。根据 Solarzoom 数据，11 月 30 日多晶硅 价格再次探底，其中 P 型致密料价格逼近 60 元/Kg，单晶 P 型菜花料价格跌穿 60 元/Kg 至 58 元/Kg，N 型硅片用料成交价在 67-70 元/kg，逐步接近 65 元/Kg，均接近 2023 年中 时的阶段性价格低点。一方面，硅料产能的加速释放导致行业出现阶段性供过于求，另一 方面，在硅料价格下行区间，下游硅片厂商拿货意愿有所降低，多数硅片企业转变签单模式，减少安全库存，导致硅料企业库存增加，企业库存累加使得降价甩库存的情况普遍发 生。

国内硅料供过于求，行业有望迎来洗牌，高成本产能加速出清。我们按照 2024 年全 球 450GW 以上的新增光伏装机的预期估算，考虑到容配比，组件生产对应的硅料需求量 约为 180 万吨，结合我们对硅料有效产能的估算，预计 2024 年硅料全球供需比为 1.6 以 上，硅料行业已处于实质上的供过于求，同时考虑到未来一年时间里仍有多家企业的新产 能将陆续投产，产能爬坡周期内多数企业将面临亏损风险，或将选择延迟投产，存量产能 综合价格低位因素或选择停产检修，进一步带来行业竞争格局重塑。

毛利率回归合理水平，低成本颗粒硅渗透率有望快速提升。随着硅料产能的相继释放， 考虑到未来持续的产能投放和光伏新增装机的配比，我们判断“拥硅为王”的时代逐渐落 幕，取而代之的是全球硅料供给过剩或将维持较长一段时间，导致硅料价格维持低位震荡 之势。根据 Solarzoom 的数据，2020 年全年国内多晶硅致密料全年在 50-100 元/kg 期间 震荡，而在这期间以通威股份、大全能源、特变电工为代表的硅料企业单季度毛利率维持 在 20%左右，2021 年以来，随着下游光伏新增装机快速增长，硅料行业出现阶段性供不 应求的局面，在硅料价格高位运行的带动下，相关头部硅料厂商毛利率大幅提升，以大全 能源为例，公司 2021/22 年多晶硅业务毛利率分别为 65.6%/74.7%（vs 2020 年：33.2%）。 尽管近年来硅料企业通过技术创新和成本优化管理持续降本，但考虑到硅料生产环节中电 耗占成本比较大（25%以上），区域电价的上涨也间接推高了硅料生产的电耗成本。基于 此，我们判断硅料价格预计仍将维持在 100 元/kg 以下水平，硅料头部厂商毛利率将回归 20%-25%的合理水平，对于颗粒硅而言，由于其天然的低成本优势，利润率有望逐步与多晶硅厂商拉开差距，渗透率料将进一步提升。

硅料龙头产销两旺，钙钛矿赋能引领下一代电池技术

硅烷流化床（FBR）工艺简单，能耗优势凸显

多晶硅料作为光伏行业最重要的上游原材料，用于拉制单晶硅，多晶硅具备半导体性 质，是极为重要的优良半导体材料，根据纯度的不同，多晶硅可分为冶金级（金属硅、工 业硅）、太阳能级和电子级，冶金级多晶硅一般硅含量为 5N-6N，太阳能级多晶硅纯度介 于冶金级与电子级之间，一般硅含量为 6N-9N，而电子级多晶硅对纯度要求最高，微量杂 质便会对导电性产生较大影响，一般硅含量为 9N 以上。 目前主流多晶硅生产工艺包括：改良西门子法、硅烷法、流化床法等，其中采用改良 西门子法的硅料产能占比超过 80%，流化床法随着颗粒硅渗透率提升占比有所增加。改良 西门子法是以固相金属硅粉为原料经化学反应转变为氯硅烷液体经蒸馏提纯后达到很高 纯度，再经过氢气还原成高纯度的单质硅小晶粒棒状材料，高纯度的多晶硅再经过晶体生 长后，既有高纯度又保证晶格的完整性，作为目前主流的工艺，改良西门子法工艺流程十 分成熟，可实现在生产过程中的闭环，大幅降低物料消耗的同时生产出的物料致密度较高。

硅烷流化床法（FBR）在终端产品无需破碎，同时可实现连续投料生产。硅烷流化床 法与西门子法同时期出现，其原理是将硅烷用氢气和其他气体作为载体，从流化床反应器 底部注入后上升到反应器中间发生反应，加热反应带动晶粒在反应器中部不断生长后沉积 在反应器底部通过出料管送出反应器。相比改良西门子法，硅烷流化床工艺可实现硅料的 连续性生产，同时生产的产品直接为颗粒硅，无需破碎便可直接进入拉晶环节，同时反应 工序相比改良西门子法更为简单，核心工序仅氢化和还原两道，一般氢化分为热氢化和冷 氢化两种，由于热氢化对反应的高温高压要求较高，目前主流硅烷流化床法均采用冷氢化 的方式。

硅烷流化床制备工艺流程简单，能耗大幅降低。一直以来改良西门子法的工艺缺点十 分明显，在当前工业电价持续上涨的背景下，由于改良西门子法的反应温度普遍在 1050℃ 左右，明显高于硅烷流化床法（700℃），同时工艺流程更加复杂，因此单位电耗较高，根 据 CPIA 的数据，2022 年多晶硅平均还原电耗较 2021 年下降 3.3%，为 44.5 度/kg-si，尽 管未来随着气体配比的不断优化叠加大炉型的投用和稳定生产，还原电耗预计到 2030 年 有望下降至 40 度/kg-si，叠加冷氢化电耗有望下降至 3.8 度/kg-si，预计到 2030 年综合电 耗（合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化）约 52 度/kg-si，但相较而言，硅烷 流化床（FBR）法制备颗粒硅综合电耗可优化至 13.8 度/kg-si，能耗优势十分显著。

成本优势推动颗粒硅渗透率有望加速提升。三氯氢硅法生产工艺相对成熟，随着 2022 年硅烷法颗粒硅产能和产量的增加，颗粒硅市场占比有所提升，根据 CPIA 数据，截止 2022 年末，颗粒硅市占率达到 7.5%。作为当前颗粒硅市场的先行者，根据协鑫科技的经营数 据公告，2023 年前三季度，协鑫科技颗粒硅实现对外出货超 13 万吨。除了出货实现大幅 增长外，颗粒硅成本同样显著降低，根据协鑫科技中报披露的数据来看，2023 年 7 月公 司乐山基地颗粒硅生产成本约 35.68 元/kg，结合公司一季度披露的数据：徐州中能基地颗 粒硅现金成本约 34.24 元/kg，生产成本约 40.15 元/kg；公司乐山基地颗粒硅现金成本约 37.82 元/kg，生产成本约 46.19 元/kg。我们判断，随着生产工艺的持续改进，公司颗粒硅 无论是现金成本还是生产成本均大幅领先同区域棒状硅产能，市占率有望进一步提升。根 据 CPIA 数据，预计到 2024 年，颗粒硅市占率将达到 20%以上。

模块化产能扩张助力颗粒硅产销两旺

颗粒硅产能加速扩张，2025 年底有望超 60 万吨。公司深耕颗粒硅技术数十年，2021 年 2 月率先实现工业化产出。近年来，协鑫科技持续推动颗粒硅商业化进程，截至 2023 年 11 月，公司徐州、乐山、包头一期共 30 万吨颗粒硅产能已实现全面投产，呼和浩特基 地 12 万吨（3 个 2 万吨加 2 个 3 万吨模块共计 12 万吨）产能已投产 4 万吨，根据公司公 告，未来几年公司还计划在国内与海外继续投建超 20万吨颗粒硅，我们预计到 2025年底， 公司颗粒硅产能将超 60 万吨。

模块化产线不断完善，可复制特性大大优化投产节奏。公司颗粒硅产线实行模块化建 设和运营管理，初期单模块对应 2 万吨颗粒硅产能，随着产线、技术、建设的持续完善， 我们预计未来公司单模块产能有望达到 6 万吨，大幅提升模块化复制的新能级，对应单位 投资成本降低 30%以上。同时，技术成熟度不断提升推动单模块产能建设周期大幅缩短， 根据公司公告，公司呼和浩特基地 12 万吨项目建设周期有望从 15 个月缩短至 10 个月左 右。 产业化逐步兑现，颗粒硅产销两旺。公司颗粒硅有效产能持续释放，2023 年上半年 公司实现颗粒硅产量 8.24 万吨，较 2022 年全年的 4.56 万吨接近翻倍增长，随着乐山、 包头等基地产能的先后落地，2023Q1-Q3 单季度公司颗粒硅实现对外销售 2.46/4.07/6.40 万吨，根据我们测算，2023H1/2023Q3 公司颗粒硅在硅料行业的市占率分别为 12.6%和 18.9%，我们预计 2024-25 年公司颗粒硅外销出货量有望达到 35 万吨、45 万吨，进一步 巩固硅料龙头地位。

品质不断优化，产品认可度持续提升。2023 年光伏上游多晶硅行业竞争格局加速变 化，随着以 TOPCon、HJT、xBC 等为代表的 N 型电池推动新一轮技术革新，渗透率迎来 快速提升，在此背景下高品质 N 型硅料需求量仍维持高位，低品质 P 型硅料面临逐步淘汰 的风险。面对持续高增的 N 型市场，公司一方面加速推进高品质颗粒硅量、质齐行，不断 优化少子寿命、单产等指标；另一方面，公司积极推动颗粒硅产品向下游头部客户的导入， 产品认可度持续提升，2023Q1-Q3 公司颗粒硅产品向前五大客户出货量分别为 4.2/3.0/1.3/1.2/0.9 万吨，占外销比例超过 82%，进一步凸显公司产品竞争优势，在客户 积累方面，除了像 TCL 中环这样硅片单一环节的绝对龙头外，公司同样导入隆基绿能、晶 澳科技等头部一体化企业。

有效产出增加，颗粒硅产品品质快速进步。一般来说，影响光伏电池生产的多晶硅污 染主要有两类：（1）多晶硅中的基体金属杂质；（2）多晶硅表面的金属杂质。其中，基体 金属杂质主要来自于金属硅原料，生产用 SiHCl3、H2、Cl2、HCl，辅助介质 N2、Ar 以 及生产设备涉及的器、泵、管道、阀门，基体金属污染是多晶硅生产过程中不能消除的一 部分，基体金属杂质含量的多少对拉晶环节中少子寿命的影响十分关键，同时 N 型电池片 和 P 型电池片对基体金属含量的要求也不尽相同。

总金属含量低于 0.5ppbw 占比已达 70%，供 N 型比例超 20%。面对持续高增的 N 型硅片需求，公司加速颗粒硅品质提升，经过一定时间的产能爬坡和技术完善后，公司目 前颗粒硅产品在拉晶端已得到实质性验证，头部少子电阻比明显优于致密料。在总金属含 量方面，截止 2023 年中，公司颗粒硅总金属含量低于 0.5ppbw 产品比例从年初的 10%左 右大幅提升至超过 70%，低于 1ppbw 产品比例超 80%。

N 型渗透率持续提升，CCZ 技术优势更加明显。公司自主研发的 CCZ 技术（连续直 拉单晶硅技术），是以颗粒硅为原料的进一步应用场景优化，为单晶生产速度带来了更大 的进步空间。CCZ 连续直拉法采用特殊直拉单晶炉，将晶棒拉制与加料熔化同时进行，采 用的坩埚为双层坩埚，颗粒硅通过加料器加入到外层坩埚内，石英挡板能够有效隔绝加料 引起的熔液扰流，防止内层坩埚的拉制过程受到加料过程影响。目前协鑫 CCZ 单台拉晶 炉单产可达到 185kg/d，公司计划实现 400MW 中试产能。随着 N 型单晶和大直径单晶的 推广，CCZ 的技术优势将会更加明显。 光伏产业链各环节不断完善碳足迹认证，低碳产品应用为组件产品打开了新的竞争赛 道。2021 年 10 月，公司颗粒硅产品获得法国国家能源署颁发的碳足迹认证证书，每生产 1kg 颗粒硅的碳足迹数值仅为 37.0kg CO2当量，大幅刷新了此前德国瓦克公司创下的全球 最低碳足迹数值（57.559kg CO2 当量），较改良西门子法生产的棒状硅碳排放降低了 70% 以上。2022 年 7 月，公司使用颗粒硅生产的大尺寸 PERC 组件获得法国机构的碳足迹认 证，碳足迹平均值为 400-500kg CO2/KW，较未使用颗粒硅的同型号组件产品碳排放平均 值降低约 10%-20%，具有显著的低碳优势。在光伏产业链中，最关键的是能源供给的清 洁化，而随着 FBR 技术渗透率的逐步提升，颗粒硅凭借其低成本、低碳足迹和高转化效率的优势，有望持续受益于“碳中和”背景下光伏行业的发展方向。

大尺寸、薄片化趋势下，硅片出货维持稳定

硅片大尺寸和薄片化是未来趋势。硅片在组件成本构成中占比 30-40%，因此硅片技 术的提升对于降低组件成本意义重大。大尺寸硅片效率提升的本质，在于其大大降低了生 产环节的单瓦功率。在生产环节，现有的拉棒、切片工艺均以片/时进行计数，因此相同时 间产出的硅片中，大尺寸硅片能够有更大的使用面积，分摊了单瓦的非硅成本。并且，随 着硅片和组件尺寸增加带动功率提升，而 BOS 成本增幅小于尺寸增加带来的效率改善幅 度，因此大尺寸硅片进一步提高了单位 BOS 的效率。根据中环股份的测算，210mm 相比 166mm 在电站建设环节可节约 12%的 BOS 成本。CPIA 预计到 2030 年，210mm 的硅片 的市占率将从 22 年的 25%提升至 70%。同时，根据中环股份测算，硅片每减薄 10um， 成本原材料对应下降 2.5%，薄片化对于降本意义重要。目前 P/N 型单晶硅片主流厚度分 别为 155μm 和 140μm，CPIA 预计到 2025 年将分别减薄至 140μm 和 120μm。

公司硅片业务出货稳定，受硅料价格影响收入将有所波动。公司硅片产品覆盖 166mm 至 210mm 的主流尺寸，持续探索薄片化切割技术，同时积极推动产线设备结构升级、优 化工艺流程，以完全匹配 M12（210mm）等大尺寸硅片加工的技术要求，实现大尺寸硅 片从设备到工艺的全流程开发。过去几年公司硅片出货稳定，2023 年上半年公司实现单 晶硅片销售 25.7GW，其中硅片代工销量 12.1GW。截止 2023 年中，公司拥有 N 型硅棒 拉晶 14GW 产能以及 55GW 单晶硅片切片产能，公司预计 2024/25 年单晶硅片切片产能 有望达到 60/65GW，但考虑到 2023 年以来硅料价格大幅下跌导致硅片降价，我们预计公 司 2024/25 年硅片业务收入将有所波动。

高研发投入加码，钙钛矿有望成为下一个风口

太阳能电池的发展已历经三代：晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、新型太阳能电池。 以晶硅为代表的太阳电池目前仍为行业主流技术，市场份额占比超过 95%，但受制于晶体 硅的吸光系数，第一代电池的转换效率逐渐接近天花板；第二代以碲化镉为代表的薄膜电 池理论效率和成本优势明显，但量产和商业化难度较大，目前仍以 BIPV 为主要应用场景； 钙钛矿电池作为第三代电池技术，有望在理论和量产层面达到更低的成本和更高的转换效 率，钙钛矿材料具有出色的光电特性，包括高光子吸收系率，激子结合能低，长激子扩散 距离，高载流子迁移率等，从效率来看，根据 IRENA 数据显示，单结钙钛矿电池极限转 换效率可达到 33%，多结钙钛矿电池或叠层电池效率更有望突破 45%，提高光电转换效 率的核心为改善能带结构。 钙钛矿太阳能电池（PSC）是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的 太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。1839 年，德国科学家 Gustav Rose 在俄国考察 时，在乌拉尔山脉发现元素组成为 CaTiO3 的矿物，并将其命名为 perovskite，此后行业 内将结构为 ABX3 以及与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。近年来，钙钛矿材料由于其良 好的电学和光学性能，广泛被认为是一类很有潜力的材料。钙钛矿的化学和结构多样性使 其可以大范围应用于光电领域。

近年来，钙钛矿电池的研究一直受到广泛关注，其目的始终为不断突破光电转换率， 为此通过在实验室阶段调整底层材料结构和引入不同的掺杂材料持续改进。国内方面，钙 钛矿电池产业发展蒸蒸日上，从实验室研发逐步迈向产业化发展的下一阶段，其中头部企 业协鑫光电、极电光能、纤纳光电、仁烁光能率先落地百兆瓦中试线，并加速 GW 级别量 产线的启动和设备招投标，预计 2024 年将会是企业设备验证、逐步实现量产的集中验证 期。

作为第三代太阳能电池的代表，钙钛矿太阳能电池由染料敏化太阳能电池演变而来， 其电池原料无毒且储量丰富，成本低，工艺简单且可柔性制备。钙钛矿电池凭借着高转化 率、低成本、高灵活性等优势，自 2009 年起的短短十余年时间里，已经达到了其他太阳 能电池几十年的发展水平。钙钛矿电池目前的应用方向主要分为单结电池方向和叠层电池 方向。现有的单结钙钛矿产品既可用于大型电站，也可运用于 BIPV 等晶硅电池不兼容的 特殊应用场景。钙钛矿材料较轻薄，模块重量仅为晶硅的 10%不到；且其透光性好，较为 美观，非常适合垂直建筑整合以及轻量化结构等新兴应用领域。

产业化利好政策陆续出台，为钙钛矿电池产业发展提供了强有力的支撑。2022 年 8 月，科技部等九部门联合印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030 年）》提 出，重点研发高效稳定钙钛矿电池等技术；2022 年 10 月，国家发展改革委办公厅和国家 能源局综合司联合下发的《关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知》提出，突破高 效晶体硅电池、高效钙钛矿电池等低成本产业化技术，推动光伏发电降本增效。

单结钙钛矿电池制备工艺相对简单，通常可分为：（1）TCO 玻璃的制备和处理；（2） 采用磁控溅射或旋涂法实现电子传输层制备；（3）采用涂布或气相沉积法以制备钛矿层； （4）空穴传输层制备；（5）背电极制备等。

协鑫光电是钙钛矿产业化的先行者，GW 级别产线预计将于 2024 年建成落地。公司 成立于 2019 年，主要产品规格为 1m*2m 尺寸的太阳能组件，并依托现有的 100MW 中试 产线，不断提高钙钛矿电池的光电转换效率，降低太阳能电池成本。从公司近年来发展历 程来看，2017 年公司 10MW 中试线建成，所制造的钙钛矿光伏组件尺寸为 45cm*65cm， 光电转化效率为 15.3%，2021 年 9 月公司 100MW 量产线建成，随着效率的持续提升， 2023 年 3 月公司 1m*2m 大尺寸组件转换效率已突破 16%，并于同年 11 月实现效率突破 18%，也就意味着在单结钙钛矿产品突破 18%这一阈值后，公司叠层电池同样取得显著突 破，公司尺寸为 279mm*370mm 的两端叠层组件效率达到 26.17%，未来将进一步沿着叠 层技术持续放大单个组件面积。此外，随着技术的不断突破，公司积极布局 GW 产线，预 计将在 2024 年底之前建成落地。

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