光伏電池行業迎來變革契機，全球公認的“唯一具有商用前景的下一代光伏技術”的鈣钛礦電池，有望颠覆晶矽電池的市場格局。
不管是光伏頭部企業隆基綠能、通威股份，還是鈣钛礦技術研發企業極電光能、協鑫光電、纖納光電、黎元新能源（無錫）科技有限公司（以下簡稱：黎元新能源），以及具有高校、科研院所背景的萬度光能、衆能光儲等，均開始下場競逐，搶占行業競争制高點。
“晶矽電池的轉化效率已經接近技術天花闆，光伏電池未來發展需要有新的技術突破。”黎元新能源CTO陳漢博士對《投資有道》表示，鈣钛礦電池由于更高的轉化效率、更低的成本以及弱光發電性能好等優勢，逐漸成為行業發展新方向。
黎元新能源2016年就在鈣钛礦電池技術研發方面獲得突破，2023年9月引進戰略投資者，自創的“軟膜法”薄膜制備技術攻克了産品穩定性難題，并完成100MW中試産線的前期裝置投入。
搶灘鈣钛礦
黎元新能源成立于2016年4月，由上海交通大學教授陳漢博士聯合創立。
2016年12月，黎元新能源和上海交通大學研發團隊合作研發，當年獲得了面積36平方厘米、能量轉化效率12.1%電池元件的成果，得到了國際權威認證機構——日本産業技術綜合研究所（AIST）的認證，是當年世界最高效率鈣钛礦太陽電池子產品。
彼時，新華社作了詳細報道，稱上述研究攻克了大面積制備鈣钛礦電池組的技術瓶頸，對推動其大規模産業化程序有着重要意義。中國政府網進行了全文刊載。
陳漢博士表示，公司的研發成果極大推動了低成本鈣钛礦電池的研究和未來大規模産業化的程序。
鈣钛礦電池因轉換效率高、成本低、應用場景廣等優勢，近年獲得市場青睐，并有望替代晶矽電池，成為下一代高效光伏電池。
衆所周知，大陸光伏晶矽電池行業通過20多年的發展，技術和市場已經非常成熟，晶矽電池的轉化率已經接近29.4%理論極限值。
從行業角度看，2023年光伏行業市場需求依舊活躍，但從下半年開始，光伏元件價格明顯下跌，到年終投标價幾乎腰斬，進而嚴重影響四季度的盈利能力。
據公開資料，2023年全球光伏新增裝機超400GW，較2022年大幅增長超70%。其中，大陸光伏新增裝機規模為216.88GW，較2022年同比增長148.1%，新增裝機規模和增速均創曆史新高，并以超50%的全球新增裝機占比引領全球市場增長，連續第11年蟬聯全球新增裝機量首位。
然而，在此過程中，行業競争壓力日益突出。近年來，各地光伏建立擴建投資項目大幹快上，上下遊産能擴張，加之大量跨界者湧入，導緻各環節産能短期内急劇增加。2023年光伏産品價格急速下跌，尤其2023年第四季度以來，元件招投标價格屢創新低，元件價格跌至1元/W以下。
據InfoLink資料顯示，2023年矽料（多晶緻密料）價格下降約70%，矽片及電池片（PERC 182）價格下降約60%，元件（PERC 182）價格下降約50%，這對企業的盈利水準造成了巨大影響。短期來看，光伏行業各制造環節盈利空間被壓縮。
多家券商研報指出，基于産業競争加劇，價格快速下行，下調光伏行業盈利預測。如東海證券4月初釋出研報指出，預計矽片将出現減産，目前已經有一家一線企業開工率降至80%左右。4月總排産将跌回70GW左右。目前矽片庫存持續累積，拉晶廠庫存來到40億片左右，矽料排庫壓力尚在，在基于目前排産規劃下，預期短期矽片價格仍将持續下行。而受到矽片大幅跳水的價格影響，電池端價格也開始出現松動下跌，電池廠獲利空間或将減少。
與此同時，光伏新增裝機也有下滑趨勢。根據國家能源局資料，今年3月份全國新增光伏裝機9.02GW，同比下滑32%。
為此，近年來，頭部光伏企業都将目光瞄準了鈣钛礦電池，作為公司未來發展的突破口。
“終極”電池技術路線？
從目前研究的理論層面看，鈣钛礦疊層電池具備更好的轉換效率。
東海證券研報稱，鈣钛礦電池利用鈣钛礦結構材料作為吸光材料，屬于第三代高效薄膜電池，雙結疊層鈣钛礦電池可達45%。
鈣钛礦是ABX3結構立方晶系化合物的統稱，A、B、X位被三種不同類型的離子占據，每個類型對應種類豐富的具體離子，不同的離子組合可以獲得實體特性不同的鈣钛礦材料。A位離子決定鈣钛礦材料的體系，目前常用甲胺離子、甲脒離子、铯離子，B位通常為二價陽離子，X位為鹵素離子。
1994年，研究人員發現有機-無機鈣钛礦材料的電學性質會随着晶體次元的變化而變化，為其應用于光伏領域提供了可能性。
2010年，Henry Snaith創立了全球第一家鈣钛礦光伏電池公司Oxford PV。同年，範斌等人成立中國第一家從事鈣钛礦光伏電池的公司——廈門惟華光能。全球鈣钛礦電池研發進入快車道。
到2013年，鈣钛礦電池被《科學》雜志評為當年十大突破之一。
2016年，從日本留學歸來的陳漢博士，創立了黎元新能源；同年，纖納光電、萬度光能等公司相繼成立；這一年鈣钛礦電池行業的政策正式釋出，惟華光能被協鑫集團收購，鈣钛礦電池轉換率獲得重大突破等事件發生。是以2016年也就被市場稱為鈣钛礦電池創業元年。
鈣钛礦電池作為第三代太陽能電池，除了轉換率突出，成本低也是一大優勢。鈣钛礦電池原材料廉價易得，且元件工藝流程簡短。東海證券研報透露，目前100MW中試線投資額為0.7億至0.8億元，達到量産成熟度後，單GW産能預計僅需5億元投資額，同時元件成本預計為0.5至0.6元/W。
此外，鈣钛礦電池另一個突出特點是弱光發電性能好。
陳漢博士介紹，通過改變鈣钛礦材料的化學組分，可以調節其吸收光的波長。調到不同波長的鈣钛礦層可以堆疊一起，也可以堆疊在傳統的晶矽太陽能電池上，形成能夠吸收更多太陽光譜的電池。“即使在陰天、雨天，也能保持較高的光電轉換率。”
黎元新能源300mmX400mm高效率鈣钛礦電池子產品
目前，鈣钛礦電池效率快速攀升，從技術提出到實驗室效率由3 .8%到26.1%，僅用12年時間。
正是鈣钛礦的多種優點，使其越來越受到光伏行業的重視，并被全球公認為“唯一具有商用前景的下一代光伏技術”，甚至有望成為“終極”電池技術路線中的産業共赢方案。
廣闊的應用場景
目前，光伏行業有兩種不同的路徑發展方向，一是以發電為主的傳統光伏，二是以“發電+建築”為主的建築光伏材料。
早在2022年5月，國家發改委、國家能源局釋出《關于促進新時代新能源高品質發展的實施方案》，提出完善光伏建築一體化應用技術體系，壯大光伏電力生産型消費者群體。
2024年3月，國家發改委、住建部發文《加快推動建築領域節能降碳工作方案》，指出：“制定完善建築光伏一體化建設相關标準和圖集，試點推動工業廠房、公共建築、居住建築等建立建築光伏一體化建設。”
目前普及的太陽能電池中，95%以上是晶矽電池。但晶矽電池的一個缺點是不能太薄，需要一定厚度且不透光性，是以晶矽電池重量為每平方米10至15公斤，這隻能安裝在強度較高的建築物頂或樓頂等地，對于玻璃幕牆這種建築光伏一體化（BIPV）就不太适用。
而鈣钛礦是一種晶體結構，鈣钛礦電池是利用碘、鉛等結晶形成的薄膜來發電，重量僅為晶矽的十分之一左右。而且鈣钛礦電池透光性好，不影響建築物外牆美觀。
另外，晶矽電池受光照角度影響較大，鈣钛礦電池基本不受影響，甚至可以利用室内光線進行發電。
目前，BI PV是光伏行業新興應用場景，正處于爆發增長階段。據國際能源署光伏項目組（IEA-PVPS）預測，歐洲光電建築市場增長約為每年200MW至300MW，全球光電建築市場增長約為每年1GW。而大陸既有建築改造的光伏裝機潛力達100億平方米，建立建築每年新增光伏裝機潛力達1.2億平方米。
在住建部“十四五”建築節能與綠色建築發展規劃中，計劃到2025年，新增建築光伏裝機容量達到50GW，城鎮建築可再生能源替代率達到8%。
陳漢博士介紹，根據已有大樓改造和新增建築的市場需求，保守測算，大陸建築光伏一體化的市場需求超過一萬億元。
除了玻璃幕牆應用場景，基于薄膜的柔性特點，鈣钛礦電池還可應用在穿戴光伏、新能源汽車等領域，以及現代農業、大型地面電站場景。在技術持續突破、市場前景廣闊和國家政策支援的背景下，近幾年，鈣钛礦電池熱度不斷提升，社會資本蜂擁而入。
2021年初，纖納光電完成C輪融資，由三峽資本、京能集團、衢州金控、三峽招銀等資方投資3.6億元。
2021年10月，極電光能獲碧桂園創投、九智資本、建銀國際、雲林基金等機構2.2億元投資。
2022年，協鑫光電完成兩輪融資，金額數億元，投資機構包括騰訊、淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本等。
行業引領者
2023年9月，黎元新能源完成A輪融資，引進了戰略投資者，神宇股份、柳州金控明德躍升股權投資管理中心（有限合夥）等投資數千萬元，用于籌備100MW中試産線的前期裝置投入。
據悉，黎元新能源技術團隊來自上海交通大學，産學研高度關聯，公司擁有32項相關技術發明專利，授權專利18項。同時，高管團隊擁有多年新材料産業、商業化經驗。
陳漢認為，目前，鈣钛礦技術在穩定性和大面積制備方面仍存在缺陷，技術尚處于産業化初期階段，大多處于100MW中試階段，而且多種技術路線并存，商業化量産方面還不成熟。
隆基綠能此前也表示，公司鈣钛礦電池技術目前處于實驗室研發階段。
根據介紹，通過多年技術研發，黎元新能源獨創“軟膜法”薄膜制備技術，将大面積鈣钛礦元件的均勻性提升至97%，并首創使用石墨烯等材料，提高器件效率及穩定性。
目前，黎元新能源鈣钛礦電池的反式器件效率超25%，大面積元件效率超19%，處于行業領先水準。使用壽命方面，通過實驗室測試，穩定性突破IEC國際光伏标準，換算使用壽命超20年。
陳漢告訴《投資有道》，公司自主研發的軟膜法狹縫塗布技術，利用毛細作用和表面張力調控薄膜塗布，利用壓力作用和無溶劑，前驅體調控薄膜塗布，利用超疏水軟膜，實作連續大面積均勻薄膜塗布制備，平米級薄膜厚度均勻從傳統方法92%提升至97%以上，能同時保證效率、穩定性、大面積大規模生産。
黎元新能源300mmX400mm鈣钛礦電池研發實驗線
已公開的資料顯示，目前大面積鈣钛礦元件規模化商用的公司，協鑫光電的鈣钛礦單結元件轉化效率為18.04%（2m2），疊層元件效率為26.17%。極電光能大尺寸鈣钛礦元件穩态效率為19.5%。
商業化項目應用方面，極電光能的全球首條GW級鈣钛礦元件生産線即将封頂，協鑫光電的GW級鈣钛礦生産基地正在建設中，纖納光電的1兆瓦鈣钛礦地面光伏電站正式落地，黎元新能源百兆瓦中試産線即将完成。
目前，黎元新能源已經為大面積鈣钛礦元件規模化商業應用未雨綢缪，近期與多家建築龍頭企業簽訂合作意向，大力推廣建築光伏一體化項目。
融資方面，“公司計劃進行B輪融資，引進新的戰略投資者，用于産線投入和技術更新疊代。”陳漢表示。