
前言
全球光伏产业正处在一个由“增效降本”向“技术迭代”跨越的关键节点。当晶硅电池的光电转换效率已逼近其29.4%的理论极限,且持续缩减的成本曲线渐趋平缓之时,行业对于下一代核心技术的渴求从未如此迫切。钙钛矿,这一兼具高效率潜力、极致轻薄化与多元化应用场景的革命性材料,正以其独特的技术经济性,从实验室的“明星”迅速蜕变为产业化的“主角”,开启了光伏领域的“钙钛矿时代”。
2025年成为中国钙钛矿产业化进程中具有里程碑意义的“元年”。吉瓦级产线的相继投产,标志着这一技术成功跨越了中试的“死亡之谷”;大尺寸组件效率接连突破18%乃至20%的门槛,并在晶硅-钙钛矿叠层路线上展现出超过34%的实验室效率,实证了其远超现有技术的效率天花板。与此同时,困扰产业多年的稳定性难题正被系统性攻克——优化的材料配方、精密的缓冲层设计以及POE加丁基胶的多重封装方案,已使组件在户外实证与太空极端环境中展现出与晶硅比肩的耐久性。
钙钛矿的价值远不止于对传统光伏的替代,更在于它开辟了晶硅技术难以企及的增量市场。在建筑光伏一体化(BIPV)领域,其颜色与透光度可调的独特优势,让光伏真正融入建筑美学;在柔性电子与车载光伏领域,可承受万次弯折的轻薄特性,使“汽车外壳即发电单元”成为现实;而在最具想象力的太空光伏市场,钙钛矿以远低于砷化镓的成本和高于晶硅的比功率,正成为低轨卫星星座爆炸式增长的核心供能方案。
然而,从“技术可行”到“经济主导”,产业仍需跨越关键障碍。大面积制备中的效率与良率损耗、长期户外稳定性的最终验证、以及铅的环保争议与无铅化进程,仍是决定钙钛矿能否从“补充者”走向“主导者”的核心变量。面向2030年,随着全球光伏装机迈入太瓦时代,钙钛矿渗透率的每一次提升,都意味着百亿级设备与材料市场的重构。在政策、资本与技术的合力共振下,中国钙钛矿产业正沿着“单结先行、叠层突破、多场景渗透”的路径加速演进,一个更具想象力的清洁能源未来已初现轮廓。
上下滑动查看报告目录
目 录
第一章钙钛矿行业背景与概述
1.1 钙钛矿太阳能电池的定义与技术定位
1.1.1 钙钛矿材料基本概念与ABX₃晶体结构
1.1.2 第三代新型薄膜电池的技术定位
1.1.3 钙钛矿电池工作原理与器件结构
1.2 钙钛矿的核心技术优势
1.2.1 单结与叠层技术的高效率潜力
1.2.2 原材料丰富与显著的制造成本优势
1.2.3 极致轻薄与高比功率优势
1.2.4 弱光高效发电与低温系数优势
1.3 钙钛矿产业化的关键制约因素
1.3.1 多因素耦合的稳定性衰减机制
1.3.2 大面积制备中的效率与良率损失
1.3.3 铅的环保争议与无铅化进展
第二章全球光伏行业发展与钙钛矿市场分析
2.1 全球光伏装机增长态势
2.1.1 2025年全球新增装机规模变化
2.1.2 新兴市场增速亮眼成熟市场趋稳
2.1.3 容配比提高驱动组件需求增长
2.2 全球钙钛矿渗透率与市场空间预测
2.2.1 2025年全球渗透率情况分析
2.2.2 2030年全球渗透率增长潜力
2.2.3 2030年全球装机量规模预测
第三章中国光伏产业基础与钙钛矿产业化进展
3.1 中国光伏产业基础与转型背景
3.1.1 中国光伏制造端产量全球占比领先
3.1.2 2025年中国新增装机集中式仍占主导
3.1.3 晶硅效率逼近极限催生钙钛矿需求
3.2 中国钙钛矿产能建设与效率突破
3.2.1 2025年迎来GW级产线投产元年
3.2.2 GW级产线效率持续突破
3.2.3 头部企业大尺寸组件效率稳步提升
3.2.4 多家企业规划2026年集中释放产能
3.3 中国钙钛矿产业集聚与企业布局
3.3.1 长三角珠三角京津冀三大集聚区形成
3.3.2 创业公司龙头企业与跨界力量同台
3.3.3 资本涌入推动融资轮次与估值攀升
第四章钙钛矿产业链上游:设备与关键材料分析
4.1 钙钛矿制造流程与设备需求
4.2 镀膜设备:多种技术路线并行
4.2.1 PVD、RPD、ALD的原理与优劣对比
4.2.2 京山轻机、捷佳伟创、微导纳米布局领先
4.2.3 RPD在效率与成本上具备竞争优势
4.3 涂布设备:国产替代进程加速
4.3.1 狭缝涂布主导钙钛矿层制备
4.3.2 德沪涂膜占据市场领先地位
4.3.3 大正微纳众能光电等实现技术突破
4.4 激光设备:产业化进程最快的环节
4.4.1 激光划线覆盖P1至P4工序
4.4.2 帝尔激光、迈为股份、德龙激光量产交付
4.4.3 第二代设备加工效率提升数倍
4.5 关键辅材:TCO玻璃与靶材
4.5.1 TCO玻璃金晶科技率先供货亚玛顿跟进
4.5.2 靶材覆盖ITO、FTO及传输层材料
4.5.3 隆华科技、阿石创推动靶材国产化
第五章钙钛矿产业链下游:多元应用场景分析
5.1 地面电站与分布式光伏
5.1.1 叠层组件地面实证发电增益显著
5.1.2 单结与叠层在度电成本上定位各异
5.2 建筑光伏一体化
5.2.1 钙钛矿颜色透光度可调优势突出
5.2.2 昆山城市广场钙钛矿BIPV项目并网
5.2.3 极电光能与京东方建成示范绿电园区
5.3 柔性钙钛矿与消费级应用
5.3.1 柔性钙钛矿具备优异的弯折耐久性
5.3.2 特斯拉CyberCab确认搭载钙钛矿薄膜
5.3.3 可穿戴与移动电源等场景潜力巨大
5.4 太空光伏:最具想象力的蓝海市场
5.4.1 商业航天趋势与低轨频轨战略争夺
5.4.2 太空光伏三种技术路径对比
5.4.3 钙钛矿比功率成本柔性全面占优
5.4.4 天雁24星在轨长期稳定运行
5.4.5 SpaceX规划百吉瓦太空光伏与百万卫星
5.4.6 中国频轨储备超二十万颗加速发射
第六章钙钛矿技术发展状况分析
6.1 实验室效率持续突破
6.1.1 单结钙钛矿认证效率屡创新高
6.1.2 钙钛矿晶硅叠层效率不断突破
6.1.3 中国团队苏州大学海南大学隆基领先
6.2 稳定性解决方案持续完善
6.2.1 材料配方改良与铷铯盐添加剂策略
6.2.2 缓冲层与复合电极优化电池结构
6.2.3 POE加丁基胶封装有效阻隔水氧
6.3 叠层电池多技术路线并进
6.3.1 钙钛矿晶硅叠层产业化进展最快
6.3.2 全钙钛矿叠层仁烁光能保持世界纪录
6.3.3 钙钛矿CIGS与有机叠层积极探索
6.4 环保与无铅化探索
6.4.1 钙钛矿用铅量实际低于晶硅焊带
6.4.2 锡基无铅钙钛矿效率取得突破
6.4.3 封装阻隔技术可有效控制铅泄漏
第七章钙钛矿政策支撑与产业前景展望
7.1 钙钛矿国家政策体系持续完善
7.1.1 从“十四五”到“十五五”的政策演进
7.1.2 地方“十五五”规划率先行动
7.1.3 国家能源局2026年政策加码
7.1.4 中试平台建设与产业化推进
7.2 钙钛矿产业化时间表与关键节点
7.2.1 短期吉瓦级产线验证与BIPV率先落地
7.2.2 中期太空光伏商业化与叠层效率突破
7.2.3 长期多场景对晶硅形成重要替代
7.3 钙钛矿前景展望与核心变量
7.3.1 效率提升与成本下探的速度
7.3.2 稳定性验证尤其是户外与太空实证
7.3.3 新兴场景商业化落地节奏
温馨提示:文末附全文下载文件
第一章 钙钛矿行业背景与概述
1.1 钙钛矿太阳能电池的定义与技术定位
1.1.1 钙钛矿材料基本概念与ABX₃晶体结构
钙钛矿这一名称最早源自俄罗斯矿物学家在乌拉尔山脉发现的一种天然矿石——钛酸钙(CaTiO₃),并以俄罗斯矿物学家L.A.Perovski的名字命名。有趣的是,如今光伏领域所说的“钙钛矿”,既不含钙也不含钛,更不是一种矿石,而是指一类具有与钙钛氧化物相同晶体结构的化合物,即ABX₃型晶体结构。
把这个结构拆开来看就比较清楚了:在钙钛矿晶体中,A位通常是有机阳离子(如甲胺离子MA⁺、甲脒离子FA⁺)或无机阳离子(如Cs⁺),占据立方晶胞的角顶位置;B位是二价金属离子(主要是Pb²⁺或Sn²⁺),位于晶胞的中心;X位是一价卤素阴离子(I⁻、Br⁻、Cl⁻),分布在晶胞的面心位置。整个结构由BX₆正八面体通过共享角顶构成三维网络,A离子则填充在八面体之间的空隙中,起到维持电荷平衡和稳定晶格的作用。
ABX₃结构之所以备受关注,是因为它具有极强的组分可调性——A、B、X三个位点几乎都可以被不同类型的离子替换,而90%的金属元素都有可能参与这一结构的构建。这意味着科研人员可以通过“配方调整”来精准调控材料的带隙宽度、载流子迁移率等关键光电参数。用更直白的话说,钙钛矿就像一个可以“定制”性能的光电材料平台。
1.1.2 第三代新型薄膜电池的技术定位
回顾一下太阳能电池的技术演进史,就能更清楚地理解钙钛矿的位置。
第一代是以单晶硅、多晶硅为代表的晶硅太阳能电池,目前占据全球光伏市场的主导地位。晶硅电池技术成熟、稳定性好,但也存在明显的先天短板——晶体硅是间接带隙半导体,吸光系数不高,意味着需要做得很厚(通常130-150微米)才能有效吸收阳光;而且硅材料的纯度要求极高(99.9999%以上),无论是原材料还是加工过程,成本都不低。
第二代是以铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)为代表的薄膜太阳能电池。薄膜电池的优势在于材料用量少、可柔性化、适合一体化集成,但量产转换效率普遍偏低(15%-19%),再加上部分材料含有稀缺元素或有毒性,整体市场份额远不及晶硅。
钙钛矿电池正是第三代新型薄膜电池中的代表性技术。它融合了第一代的高效稳定和第二代的轻薄柔性的优点,同时规避了晶硅的高纯度要求和薄膜电池的效率瓶颈。自2009年日本科学家首次将钙钛矿材料用于光伏器件以来,这个领域的进步速度令人惊叹——十几年间,实验室效率从3.8%一路飙升,超越了过去四五十年晶硅电池的效率提升历程,这也是它为什么被很多人称为光伏领域“黑马”的原因。
图表1:三代太阳能电池核心特征对比

数据来源:NREL,CPIA,九思行研整理
1.1.3 钙钛矿电池工作原理与器件结构
钙钛矿太阳能电池的基本原理基于光生伏打效应。当太阳光照射到钙钛矿吸光层时,材料会吸收光子,将原本束缚在原子核周围的电子从价带激发到导带,同时产生一个带正电的空穴。由于钙钛矿材料的激子结合能很低,这些电子-空穴对在内建电场的作用下会迅速分离成自由的电子和空穴。电子通过电子传输层被透明导电电极收集,空穴则通过空穴传输层被金属电极收集,当外接电路连通时,就形成了电流。
从物理结构上看,典型的单结钙钛矿电池就像一个“三明治”——中间是钙钛矿吸光层,两侧依次是电子传输层和空穴传输层,最外层则是透明导电电极和金属对电极。根据各功能层的排列顺序,可以分为介孔结构、平面正式结构和平面反式结构。其中,反式结构因其制备温度低、工艺简单、迟滞效应小等优势,已成为产业化路线中的主流选择,协鑫光电、极电光能等头部企业均采用了这一结构路径。
1.2 钙钛矿的核心技术优势
图表2:钙钛矿与晶硅电池关键性能指标对比

数据来源:NREL,CPIA,协鑫光电,极电光能,九思行研整理
1.2.1 单结与叠层技术的高效率潜力
钙钛矿之所以被寄予厚望,最根本的原因在于它的理论效率天花板非常高。
单结钙钛矿电池的理论光电转换效率可达33%(肖克利-奎瑟极限计算值),远高于晶硅电池29.4%的理论极限。而如果把两块带隙不同的钙钛矿电池叠在一起做成双结叠层结构,理论效率可以进一步提升至45%。这两种指标均大幅超越了传统光伏技术可触及的上限。
理论归理论,实际进展同样令人振奋。根据美国国家可再生能源实验室(NREL)发布的《最佳太阳能电池研究效率图》,2025年2月,苏州大学团队首次突破了小面积单结钙钛矿太阳能电池27%的认证稳态效率,成功登上NREL的权威榜单。在叠层方向,隆基绿能研发的商业化M6尺寸晶硅-钙钛矿叠层电池实现了34.85%的光电转换效率,刷新了该尺寸下的世界纪录。此外,2025年7月,国家能源集团低碳院与南京大学谭海仁团队合作的钙钛矿-铜铟镓硒薄膜叠层太阳能电池获得了27.35%的认证效率,超过此前NREL公布的韩国团队26.3%的世界纪录。2025年3月,谭海仁教授课题组在全钙钛矿叠层电池领域效率已达到29.1%,再次刷新世界纪录。
1.2.2 原材料丰富与显著的制造成本优势
如果说高效率是钙钛矿的“上限优势”,那么低成本就是它的“下限保障”。
先说原材料。钙钛矿电池的核心吸光材料是ABX₃型化合物,其中A位通常采用甲胺、甲脒等有机盐,B位使用铅盐,X位采用碘、溴等卤素离子——这些原材料在地球上储量丰富、获取渠道广泛,不像铟、镓等元素那样受制于资源瓶颈。更重要的是,钙钛矿材料对纯度的要求远低于晶硅:95%左右的纯度就能满足使用,而晶硅电池的硅料纯度要求至少是99.9999%,这中间的提纯成本差距可想而知。
再看制造成本。钙钛矿电池的整个生产流程可以在同一工厂内完成——从玻璃、靶材、化工原料进厂到组件成品下线,最快只需要45分钟。相比之下,晶硅组件需要经历硅料、硅片、电池片、组件四个彼此独立的制造环节,涉及多个工厂、多道工序,整个周期需要数天时间。这种一体化生产模式的效率优势相当明显。
从投资强度来看,钙钛矿GW级量产线的投资额约5-7亿元,而晶硅组件四个环节合计每吉瓦投资额约10亿元,钙钛矿的投资强度仅为晶硅的一半左右。在组件成本方面,进入量产的钙钛矿组件成本预计为0.5-0.6元/W,这一数字仅为晶硅组件极限成本的50%,优势十分突出。
1.2.3 极致轻薄与高比功率优势
钙钛矿还有一项容易被忽视却非常重要的优势——极致轻薄。
钙钛矿材料的吸光系数非常高,只需要约0.3-0.5微米的薄膜厚度就能有效吸收太阳光,而晶硅电池的硅片厚度通常在130-150微米。换句话说,钙钛矿吸光层的厚度只有晶硅的三百分之一到五百分之一。这种极致的轻薄特性带来的直接好处是重量的大幅减轻。2026年1月,国内研究团队在钙钛矿空间光伏技术上实现了功率质量比的重大突破,高达55W/g,为光伏领域最高值,显著超越传统晶硅通常不足2W/g的水平,以及多数薄膜光伏技术通常不足7W/g的表现。这意味着同样一克材料,钙钛矿可以输出比晶硅高出数十倍的电能。
轻量化带来的不仅是数字上的优势,在实际应用中意义重大——在发射成本极为昂贵的航天领域,每减少一克重量就意味着节省数百甚至上千美元的发射费用;在可穿戴设备领域,轻薄的钙钛矿电池可以直接集成到衣服或背包中,这是厚重的晶硅组件完全无法做到的。
1.2.4 弱光高效发电与低温系数优势
钙钛矿还有两个让晶硅“羡慕”的特性:弱光下效率不降反升,高温下性能衰减极小。
先说弱光。传统晶硅电池在阴天、清晨或傍晚光照不足时,发电效率会出现明显下降。钙钛矿材料则不同——由于其优异的光吸收能力和低缺陷密度,在弱光条件下(如200勒克斯的室内光照)仍能保持较高的能量转换效率,甚至在部分低光照场景下相对效率优于标准光照条件。
再说温度特性。晶硅组件有一个“老大难”问题——怕热。它的功率温度系数通常在-0.3%/℃至-0.4%/℃之间,意味着组件温度每升高10℃,效率就下降3%-4%,在实际应用中夏天正午时分组件表面温度可达60-70℃,效率损失相当可观。钙钛矿组件的功率温度系数则低得多,极电光能实际测定的数值在-0.001%/℃至-0.004%/℃范围内。有测试数据显示,协鑫纳米的钙钛矿组件在25℃下的效率和50℃下的效率几乎没有差别,而同等情况下的晶硅组件效率会下降约10%。
1.3 钙钛矿产业化的关键制约因素
1.3.1 多因素耦合的稳定性衰减机制
钙钛矿电池在实验室里表现得再好,如果不能在户外稳定运行二十多年,产业化就无从谈起。稳定性问题,正是目前制约钙钛矿大规模商业化的最大“拦路虎”。
钙钛矿电池的不稳定性是多方面因素共同作用的结果。从环境因素来看,钙钛矿材料易水解、高温下易分解、紫外光照下会发生光致分解,对水分、氧气、热量和光照都十分敏感。从材料内部来看,钙钛矿具有明显的离子特性,在外界激励下容易发生离子迁移,导致材料组分偏析和器件性能衰减。此外,电子传输层、空穴传输层以及金属电极等各个功能层之间的相互作用,都会对整体器件的稳定性产生影响。
不过,好消息是这些问题并非无解。2025年,国内在稳定性研究方面取得了多项突破性进展。香港城市大学、中国科学院深圳先进院等联合团队2025年9月发表于《自然》的研究成果显示,其反式钙钛矿太阳能电池认证效率达26.92%,在85℃高湿环境下1000小时效率几乎无衰减,在-40℃至85℃温度循环700次后仍保持98%以上初始性能。东南大学李桂香团队在《自然·光子学》发表的全界面调控策略使器件在连续光照1200小时后性能几乎无衰减,在85℃高温老化和-40℃至85℃温度循环测试中均表现出优异的耐久性。此外,有研究团队首次在钙钛矿电池上实现了与硅太阳能电池比肩的户外稳定性,且工艺成本较前代技术大幅下降,完全兼容现有光伏产线设备体系。
需要指出的是,虽然实验室条件下稳定性改善的报道层出不穷,但钙钛矿电池能否真正支撑起20-25年的户外使用寿命,仍然需要更大规模、更长周期的户外实证数据来验证。
1.3.2 大面积制备中的效率与良率损失
如果说稳定性是钙钛矿产业化之路上的“远虑”,那么大面积制备效率损失就是摆在眼前的“近忧”。
在0.1平方厘米的小面积实验室器件上,单结钙钛矿电池效率已突破28%。但一旦扩大到1米×2米这样的商用尺寸,组件效率普遍跌落到16%-19%区间。协鑫光电创始人范斌曾指出,虽然面积越大效率损失通常也会增加,但每损失一点效率所换来的量产面积增益,在成本和商业化上具有更大的价值。
效率损失的原因主要有两个:一是大面积薄膜的非均匀沉积。钙钛矿薄膜的结晶质量对制备条件极为敏感,在扩大面积的过程中,涂布的均匀性、结晶过程的控制都变得更加困难。二是激光划线带来的死区效应和电阻增加,导致有效面积减少和输出功率降低。
好在产业界正持续攻克这一难题。极电光能采用“狭缝涂布+气刀辅助干燥”的协同工艺,在800cm²模组上实现了20.5%的效率,且边缘效率损失控制在3%以内。极电光能150兆瓦中试线将产品良率稳定在95%左右,京山轻机GW级量产设备良率在95%-98%之间。这些数据表明,大面积制备的工程化瓶颈正在被逐步突破。
1.3.3 铅的环保争议与无铅化进展
铅的毒性问题,一直是钙钛矿技术绕不开的敏感话题。目前的钙钛矿太阳能电池主流体系采用铅作为B位离子(Pb²⁺),这引发了一些人对环境风险的担忧。
但这里有一个容易被忽视的对比事实:传统晶硅组件同样含铅,而且用量更大。晶硅组件使用含铅焊带连接电池片,每块组件含铅量约16-18克;而钙钛矿每块组件含铅量小于2克——仅相当于晶硅的十分之一左右。此外,钙钛矿中的铅被封装在电池内部,通过POE胶膜和丁基胶的密封,可以基本杜绝铅泄漏的风险。
当然,从长远来看,彻底取消铅的使用才是治本之策。在无铅替代方向上,锡基钙钛矿是目前公认最具潜力的方案,因其与铅同族、无毒环保,且理论效率同样可超过33%。然而,锡离子容易被氧化、晶体结构不稳定、界面缺陷多等问题导致其实际效率长期偏低。2025年,复旦大学梁佳团队在这一方向上取得了突破性进展,他们通过系统性的材料生长、能带调控和界面工程技术,制备出了经第三方权威认证光电转换效率达17.7%的锡基钙钛矿太阳能电池,刷新了该领域的效率世界纪录。虽然17.7%与铅基钙钛矿的28%还有相当差距,但作为完全无铅方案,这已经是一个值得肯定的起点。
图表3:铅基与锡基无铅钙钛矿电池关键指标对比

数据来源:NREL,复旦大学,九思行研整理
第二章 全球光伏行业发展与钙钛矿市场分析
2.1 全球光伏装机增长态势
2.1.1 2025年全球新增装机规模变化
2025年,全球光伏产业再度刷新多项历史纪录。据国际可再生能源署(IRENA)2026年4月发布的《2026年可再生能源装机容量统计》,2025年全球可再生能源装机容量新增692吉瓦,同比增长15.5%,总装机容量达到5149吉瓦。在各类可再生能源技术中,太阳能领跑增长,新增装机总量达511.2吉瓦,约占可再生能源新增总装机容量的75%,其中太阳能光伏占510.3吉瓦。IRENA总干事在报告序言中评价称,这种令人瞩目的持续增长反映了能源转型的经济优势,自千禧年伊始,可再生能源的竞争力和韧性几乎每年都推动新增装机容量创下新纪录。
与此同时,国际能源署(IEA)在《2026年全球能源回顾》中给出了另一组数据:2025年全球年度新增可再生能源装机达到800吉瓦,同比增长16%,为可再生能源连续第23年刷新扩张纪录。其中,太阳能贡献了605吉瓦新增装机,风电为159吉瓦,其余可再生能源合计为33吉瓦。IEA还指出,若不计入新冠疫情等全球经济冲击后出现反弹的年份,2025年太阳能光伏发电的绝对增量是有史以来任何单一能源来源中观测到的最大值。
国际能源署光伏发电系统计划(IEA PVPS)发布的第13版《全球光伏市场快报》则显示,2025年全球光伏新增装机达到698吉瓦,全球累计光伏容量升至近3太瓦,从2024年的2.3太瓦大幅攀升。IEA PVPS确认光伏仍然是全球增长最快的发电技术,光伏已满足全球电力需求的10%以上和电力消费量的12%左右。
上述三个国际权威机构的数据口径存在差异,主要源于统计范围的界定不同:IRENA聚焦光伏发电装机本身(直流侧510吉瓦),IEA在《2026年全球能源回顾》中涵盖更广泛的可再生能源组合(包括多种能源形式的总量),而IEA PVPS则依据IEA成员国快报数据在年度末期快速汇总,统计口径相对更广。综合多种口径,2025年全球太阳能新增装机已实质性突破500吉瓦门槛,标志着全球光伏市场正式进入了一个体量庞大的新阶段。
图表4:2025年全球光伏装机主要权威机构数据

数据来源:IRENA《2026年可再生能源装机容量统计》,IEA《2026年全球能源回顾》,IEA PVPS《全球光伏市场快报》,九思行研整理
2.1.2 新兴市场增速亮眼成熟市场趋稳
从全球区域分布来看,2025年光伏装机的增长呈现出明显的结构性变化。国际能源署在《2025年全球能源回顾》报告中详细追踪了全球各地区的太阳能部署情况。国际能源署(IEA)数据显示,中国依然是全球太阳能扩张的主导力量,2025年新增太阳能光伏装机近370GW,占全球新增装机总量的近61%,比上一年的324GW进一步扩大,再次巩固了其作为全球光伏市场核心引擎的地位。
与此同时,国际能源署的数据显示,欧盟市场同样维持了增长态势。在2025年新增的85GW可再生能源装机中,太阳能光伏贡献了近70GW,创下历史新高。其中,德国以17GW的新增装机领跑,约占欧盟太阳能增长总量的四分之一;西班牙则以14GW的创纪录水平紧随其后,同比增长了50%。法国、立陶宛、罗马尼亚等市场也创下了各自的新增纪录。
印度是2025年全球增长最快的主要太阳能市场。根据国际能源署的统计,2025年印度新增光伏装机容量达48.3GW,可再生能源总装机同比增长近60%,成为全球第三大光伏装机国。这一增长得益于大型地面太阳能项目的加速建设,以及分布式小型装机对系统整体扩张的补充。需要说明的是,与美国能源信息署(EIA)聚焦公用事业级大型光伏项目的统计口径不同,国际能源署的统计口径更为全面,涵盖了屋顶光伏、工商业分布式以及户用系统等各类装机,这使其数据能更完整地反映印度光伏市场的真实全貌。
美国市场则呈现出不同的走势。国际能源署报告显示,美国2025年新增太阳能装机仅43.1GW,较上一年度下降了13.8%。从更长时间维度的预测来看,IEA在《2025年可再生能源》报告中已将美国至2030年的可再生能源增长预期从此前预测的500GW下调至接近250GW,近乎“腰斩”。报告指出,此次预测下调主要源于联邦税收抵免提前逐步取消、新增进口限制、海上风电新项目审批暂停以及对联邦土地上太阳能项目的许可限制等一系列政策变动。
除主要经济体外,新兴市场的表现同样值得关注。国际能源署报告指出,中东和北非地区的光伏部署步伐正显著加快,2025年沙特阿拉伯的太阳能新增装机增至近7GW,增长了四倍,这主要得益于大规模采购计划和独立发电商项目。在撒哈拉以南非洲,南非一国的太阳能装机就超过了3GW,使得该地区的可再生能源年度新增装机翻了一番。此外,巴基斯坦2025年新增太阳能光伏装机约10GW,几乎全部来自并网和离网的分布式系统。光伏产业的增长动力来源正变得越来越多元化。
展望未来,IEA在《2025年全球能源回顾》中明确指出,全球电力需求增长速度是总能源需求增速的两倍多,数据证实了“电力时代”的到来。2025年,全球能源需求增长了1.3%,其中太阳能光伏贡献了全球能源需求增长总量的25%以上,这是现代可再生能源首次成为全球能源需求扩张的最大单一贡献源。用国际能源署执行主任Fatih Birol的话来说,2025年有一种能源的增速远超所有其他能源——那就是太阳能光伏。
图表5:2025年全球主要市场光伏新增装机规模

数据来源:IEA《2026年全球能源回顾》,九思行研整理
2.1.3 容配比提高驱动组件需求增长
在光伏系统设计中,光伏组件总功率与逆变器额定功率的比值——即“容配比”——近年来呈现持续提升的趋势。早期光伏电站通常按照约1:1的容配比设计,但随着光伏组件成本持续下降、逆变器过载能力的提升以及对发电收益优化的追求,目前主流系统的容配比已上升至1.2-1.4区间。2025年4月起实施的国家标准《光伏发电站设计规范》(GB 50797-2012)局部修订版本也对光伏发电站中光伏组件容量与逆变器容量比例的配置提出了更为灵活的技术要求。
容配比提升意味着每单位并网容量需要更多光伏组件来匹配,从而放大了组件端的实际需求量。以中国市场为例,2025年新增并网容量约316.6吉瓦(交流侧),若按1.2-1.3的平均容配比折算,实际组件需求量约为380-410吉瓦。这也意味着,即便新增装机增速在未来有所放缓,组件需求的弹性仍可能高于装机量本身的增速。
2.2 全球钙钛矿渗透率与市场空间预测
2.2.1 2025年全球渗透率情况分析
在光伏整体市场规模快速扩张的大背景下,钙钛矿技术正处在一个关键的“从技术验证到产业化落地”的窗口期。据中国光伏行业协会统计,2025年中国钙钛矿电池新增产能约4吉瓦,产能建设节奏加速明显。按全球光伏新增装机的中位口径(约580-600吉瓦)折算,全球钙钛矿在当年光伏新增装机中的渗透率约为1.3%。
从产能建设节奏来看,2025年被视为钙钛矿GW级产线的“投产元年”。协鑫光电位于江苏昆山的GW级产线已于2025年10月29日实现首片2.76米大尺寸组件下线;极电光能在无锡的1吉瓦产线于2025年2月实现量产;纤纳光电的1吉瓦产线也于2025年下半年投产。与此同时,仁烁光能在常熟经开区投资12.5亿元建设主打全钙钛矿叠层技术的1吉瓦产线,预计2026年投产。
在效率提升方面,头部企业的大尺寸组件效率已取得显著突破。极电光能1.2×0.6米单结组件效率达18.2%,并通过IEC61215/IEC61730标准测试;协鑫光电1×2米量产组件效率已突破19%。中国科学院半导体研究所已研制出光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。这些进展表明,钙钛矿产业正在从“百兆瓦级中试”向“吉瓦级量产”迈出实质性步伐。
2.2.2 2030年全球渗透率增长潜力
展望2030年,钙钛矿技术在光伏市场中的渗透率将实现质的飞跃。九思行研预测,2030年全球钙钛矿组件产量有望达到约45吉瓦,对应玻璃市场空间122.8亿元、封装材料市场46.5亿元、靶材市场49.8亿元。中国光伏行业协会及其行业专家普遍认为,到2030年钙钛矿组件的市占率有望达到30%左右。
东兴证券于2026年2月发布的铷铯行业深度报告中做了更为详细的测算:中性情景下,2030年全球钙钛矿电池装机量约281.7吉瓦(其中地面光伏231.3吉瓦,太空光伏50.4吉瓦),对应铯盐需求约2065.7吨,2026-2030年复合年增长率达94%。东海证券则预计,2030年全球钙钛矿设备新增市场空间将达322亿元,其中镀膜设备约77亿元、激光设备约39亿元、涂布设备约23亿元、封装设备约184亿元;同期全球钙钛矿材料市场空间约675亿元,其中玻璃和靶材分别占据约284亿元和236亿元。
在太空光伏领域,高盛预测未来五年全球将发射超7万颗低轨卫星,整体市场规模将从2024年的150亿美元增加到2035年的1080亿美元,年均增长率达20%,为太空光伏打开巨大需求空间。IEA PVPS报告则确认,2025年已有近40个国家新增光伏装机至少1吉瓦,全球光伏市场的多元化程度持续提升。
图表6:2030年全球钙钛矿设备与材料市场空间预测

数据来源:东海证券《钙钛矿行业深度:徐徐生羽翼,一化北溟鱼》,九思行研整理
2.2.3 2030年全球装机量规模预测
综合多家机构的预测数据,2030年全球钙钛矿装机量将进入百吉瓦级别。从CPIA预测的2030年全球新增光伏装机881至1044吉瓦来看,按照20%-30%的渗透率计算,全球钙钛矿装机量将在180-300吉瓦区间。东兴证券中性情景下的281.7吉瓦预测也落在这一区间范围内。
这一增长的主要驱动力在于钙钛矿与传统晶硅电池之间的成本竞争力差距将持续扩大。GW级量产后钙钛矿组件成本可降至0.5-0.6元/W,仅为晶硅组件极限成本的50%,同时叠层技术可将组件效率突破30%以上,从而实现更高的单位面积发电量,进一步提升度电成本竞争力。2025年,上海交通大学赵一新团队与宁德时代21C创新实验室合作,首次实现光电转换效率超过20%的1×2米大尺寸钙钛矿光伏模组,创造了该领域的世界纪录。
第三章 中国光伏产业基础与钙钛矿产业化进展
3.1 中国光伏产业基础与转型背景
3.1.1 中国光伏制造端产量全球占比领先
中国在全球光伏制造领域的地位,用一个词形容就是“绝对主导”。这种主导不仅体现在体量上,更体现在整条产业链的完整配套能力上。
中国光伏行业协会名誉理事长在2026年2月公开披露了一组关键数据:2025年,中国多晶硅、硅片、电池片、组件产能在全球的占比分别为96.0%、96.2%、91.3%、80.1%。从产业链最上游的多晶硅,到下游的组件封装,中国在每个环节都占据了八成以上的全球产能。这组数字背后是中国光伏行业二十多年来持续投入和积累的结果——从当初“三头在外”(原材料依赖进口、核心设备依赖进口、市场依赖出口)的被动局面,到如今几乎掌控全球供应链的主动地位,中国光伏走过了一条不容易的路。
但从产量与利润的关系来看,2025年行业面临的现实挑战同样不容回避。中国光伏行业协会名誉理事长在同一次发言中坦言,2025年1至10月,多晶硅产量约111.3万吨,硅片产量约567GW,电池片产量约560GW,光伏组件产量约514GW。产量的规模与行业盈利状况之间出现了明显错位。价格端数据显示,2025年1至9月,多晶硅、硅片、电池片均价分别较年初增长31.6%、6.8%、6.5%,组件价格基本持平。虽然价格较年初有所回升,但光伏制造的利润空间仍受到产能扩张速度持续快于需求增长的限制。
3.1.2 2025年中国新增装机集中式仍占主导
看制造端还不全面,装机端的格局同样值得关注。2026年2月21日,国家能源局公布了2025年光伏发电建设情况,全国全年光伏新增并网容量达31657.4万千瓦,同比增长14%。这个增幅在全球主要经济体中处于领先水平,显示出中国光伏内需市场在“十四五”收官阶段仍保持较强韧性。其中,集中式光伏电站新增1.64亿千瓦,占比约52%;分布式光伏新增1.53亿千瓦,占比约48%。集中式和分布式在新增装机中的占比从几年前的“集中式绝对主导”逐渐走向“平分秋色”,反映出光伏应用场景正在从传统大型电站向多元化方向延伸。
图表7:2025年中国光伏新增装机结构

数据来源:国家能源局,九思行研整理
将分布式细拆来看,工商业分布式新增107.06吉瓦,同比增长21%;户用光伏新增45.95吉瓦,同比增长55%。工商业分布式和户用光伏的增速明显高于集中式,说明分布式光伏正在以更快的速度追赶集中式,两者在新增装机结构中的比例差距在持续收窄。
累计数据方面,截至2025年底,全国光伏发电累计并网容量已达119991.4万千瓦(接近12亿千瓦),同比增长35%。其中集中式光伏累计6.7亿千瓦,分布式光伏累计5.3亿千瓦。在发电量方面,2025年全国光伏发电量达1.17万亿千瓦时,同比增长40%,全年光伏发电利用率保持在95%。全国可再生能源新增发电量已覆盖全社会用电增量,光伏无疑是其中最大的贡献者。
3.1.3 晶硅效率逼近极限催生钙钛矿需求
当单一技术路线走到理论天花板附近时,行业就会天然地寻找下一个突破口。晶硅电池目前正处于这样一个节点。
晶硅电池的光电转换效率的理论极限是29.4%,这个概念在光伏科学与工程领域已经没有什么争议。2024年,隆基绿能以27.1%-27.6%的晶硅电池效率创造了实验室最高认证纪录,量产电池的效率也已超过26%,剩余的理论提升空间已经非常有限。在逼近这个“终点”的过程中,晶硅技术所能带来的代际性进步变得越来越少,厂商之间的竞争更多集中在边际改进上,产品同质化趋势加剧。
正是在这个背景下,钙钛矿技术进入了行业的主流视野。钙钛矿的单结电池理论转换效率可达33%,超晶硅理论极限近4个百分点;将钙钛矿与晶硅组合为叠层结构,则可进一步将理论效率推高至45%以上。2025年4月,经美国国家可再生能源实验室(NREL)认证,隆基绿能自主研发的晶硅-钙钛矿两端叠层太阳电池转换效率达到34.85%,再次刷新该技术路线的世界纪录。一个有意思的事实是,隆基实验室叠层电池的效率,已经超过了晶硅理论效率的上限。这意味着,即便你在晶硅技术路线上“做到最好”,钙钛矿仍然可以从另一个维度实现超越——这正是它被视为下一代核心技术的根本原因。
3.2 中国钙钛矿产能建设与效率突破
3.2.1 2025年迎来GW级产线投产元年
如果用一个词概括2025年钙钛矿产业化的状态,“元年”两个字并不夸张。
从投产时间线来看,极电光能跑得最早。2025年2月,极电光能在无锡的1GW钙钛矿组件产线实现量产,成为业内首条GW级钙钛矿量产线。协鑫光电紧随其后,2025年6月GW级钙钛矿叠层组件生产基地正式投产,2025年10月29日,该产线首片2400mm×1150mm全尺寸钙钛矿组件正式下线,不仅尺寸在业内最大,更在转换效率、稳定性及制造成本三大指标上实现全面突破。纤纳光电则在2025年6月启用了两条500MW产线,逐步实现稳定运行。在2025年,还有多家企业进入GW级产能的规划和建设阶段。宁德时代计划于2026年投产GW级产线,杭州柯林拟投资12.614亿元建设1GW产线,中核光电则计划投资20亿元布局2GW产线。这三家企业的产能规划预计在2026至2027年间陆续释放。
与此同时,从整个行业格局来看,已具备GW级规模化量产能力的企业目前仍属少数,多数企业仍停留在百MW级中试阶段——真正的规模效应还需要更多产能的陆续释放来推动。
3.2.2 GW级产线效率持续突破
2025年不仅是GW级产线的“投产元年”,也是组件效率加速爬坡的关键年份。协鑫光电在GW级量产线上表现最为突出,其GW级钙钛矿叠层组件产线已实现稳定量产,大面积组件量产效率稳定在26.5%-28%区间,良率保持在98%以上,累计出货量突破数十兆瓦,已在多个示范性项目中成功应用。这一数字意味着,在量产层面叠层组件已经超越了单结晶硅电池的效率水平(约22%-23%量产效率),实现了技术上的跨代优势。需要说明的是,协鑫集成在2026年4月的投资者互动平台曾表示“钙钛矿叠层产品正处于研发阶段”,但2026年3月的公司公告中明确宣布了GW级产线进入小批量量产并披露了效率数据,两者口径差异可能源于不同产品线的定位区分。
图表8:2025年头部企业钙钛矿组件效率认证记录(量产/中试组件)

数据来源:极电光能/协鑫光电/纤纳光电公司公告、马丁·格林《太阳能电池效率表》(第66版)、TÜV南德、TÜV莱茵、九思行研整理
3.2.3 头部企业大尺寸组件效率稳步提升
产能的体量是一方面,组件的效率则是产业化的“内核”。2025年,头部企业在大尺寸组件效率方面取得了密集突破。
纤纳光电2025年11月正式发布全球尺寸最大的钙钛矿光伏商用组件,2.88平方米商用组件经TÜV南德认证,效率达18.60%。协鑫光电1×2米量产组件于2025年底实现26%以上的光电转换效率。极电光能2.82平方米钙钛矿组件经TÜV莱茵测试,稳态功率达480.5W,对应全面积稳态效率17.04%。协鑫光电2平方米钙钛矿-晶硅叠层组件光电转换效率于2025年12月突破27.06%,经TÜV南德认证,刷新该尺寸四端叠层组件效率世界纪录。
效率提升的路径也值得关注。单结钙钛矿与钙钛矿-晶硅叠层两条技术路线并行推进,且头部企业各有侧重。单结组件效率已基本站稳18%以上平台期,部分实验室小样已达到28%以上,而叠层组件正在向27%以上的量产效率突破。在产业化加速的背景下,叠层组件效率被视为超越晶硅单结电池的“价值红线”。
在基础研究和原型器件层面,中国科学院半导体研究所已研制出光电转换效率27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件,在实验室层面持续拉高性能天花板。
3.2.4 多家企业规划2026年集中释放产能
2025年是产能建设的“起点”,2026年则有望成为产能的“集中释放期”。
宁德时代计划于2026年投产GW级产线。仁烁光能在常熟经开区投资12.5亿元建设1GW全钙钛矿叠层技术产线,预计在2026年投产。杭州柯林拟投资12.614亿元建设1GW产线,中核光电计划投资20亿元布局2GW产线,两家企业均预计在2027年实现新产线的投产。此外,协鑫光电在首条GW级叠层产线进入小批量量产后,规划进一步扩大产能。
最值得关注的是叠层技术的商业化进展。协鑫光电GW级钙钛矿叠层组件产线进入小批量量产后,量产效率实现稳步提升,大面积组件量产效率稳定在26.5%-28%区间。该产线良率稳定在98%以上,已取得全球首例基于IEC 61730国际标准的钙钛矿叠层光伏组件安全认证。从实验室效率到量产组件的“效率损耗”正在明显缩小,叠层技术正从“技术可能性”走向“产业可行性”。
图表9:头部企业GW级产线建设进展

注:各企业数据均基于公司公开披露信息。
数据来源:公司公告,九思行研整理
3.3 中国钙钛矿产业集聚与企业布局
3.3.1 长三角珠三角京津冀三大集聚区形成
任何一个新兴产业的崛起,往往都伴随着地理上的集中。国内钙钛矿产业目前已初步形成三大集聚区。
长三角是目前产业布局最密集、产业链最完整的区域。协鑫光电在江苏昆山高新区的布局最为完整:300MW单结产线已投产,200MW晶硅叠层产线稳步推进,此外还有100MW产线用于测试和展示。其GW级钙钛矿产业基地项目总投资50亿元,目标产能2GW,先期布局1GW,于2025年6月正式投产,成为全球首个实现GW级量产的钙钛矿叠层组件生产基地。极电光能的总部和核心产线在无锡,其1GW产线于2025年2月率先实现业内首条GW级量产。纤纳光电在浙江衢州拥有两条500MW产线,于2025年6月启用并逐步实现稳定运行。仁烁光能在常熟经开区投资12.5亿元,建设主打全钙钛矿叠层技术的1GW产线,预计2026年投产。天合光能牵头组建的“长三角高效叠层太阳电池技术创新联合体”,则覆盖了从基础研究到产业化的全链条,为叠层技术的持续攻关搭建了协同平台。
珠三角方面,以深圳为中心的电子信息产业基础为钙钛矿的跨界发展提供了有力支撑。京东方的钙钛矿中试线布局在合肥(从广义珠三角产业带视角看),京东方500MW中试线已完成技术验证,向GW级量产迈进。比亚迪等传统电池企业也在积极关注钙钛矿技术进展。
京津冀方面,北京和天津在钙钛矿基础研究方面拥有较强优势。北京大学、清华大学、中国科学院物理研究所等科研机构在钙钛矿材料和器件领域持续输出核心研究成果,为产业的长远发展储备了技术人才。
图表10:长三角珠三角京津冀三大集聚区形成情况

资料来源:九思行研
3.3.2 创业公司龙头企业与跨界力量同台
从企业的属性来看,参与钙钛矿产业化的力量大致可以分为三类。
第一类是专注钙钛矿技术的创业公司,协鑫光电、纤纳光电、极电光能和仁烁光能构成了行业的第一梯队。协鑫光电得益于协鑫集团在光伏领域积累的产业资源和渠道优势,在GW级量产上抢占了先机。极电光能发源于长城控股集团,凭借长城汽车在制造业方面积累的工程化管理经验,在大规模量产控制和良率提升上展现了较强的工程能力。纤纳光电是业内最早实现商业化组件出货的企业,2022年就发布了全球首款钙钛矿商业组件,2025年11月发布的2.88平方米商用组件效率达18.60%。仁烁光能则以研发实力著称,其研发的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率在2025年3月达到29.1%,再次刷新世界纪录。这四家公司的创始人大都有深厚的科研背景,从实验室走向产业化,属于典型的“科学家创业”模式。
第二类是以传统光伏龙头为代表的跨界者。隆基绿能、晶科能源、通威股份等企业在晶硅领域占据领先地位,面对钙钛矿这一潜在颠覆性技术时,其策略更加聚焦于“晶硅-钙钛矿叠层”路线——即保留晶硅底电池的基础上,在顶层叠加一层钙钛矿电池。这一策略的逻辑在于:如果叠层技术成为主流,现有晶硅产能不会被废弃,而是可以通过增加涂布等环节进行升级改造。隆基绿能2025年4月实现了34.85%的实验室叠层效率,晶科能源也在TOPCon/钙钛矿叠层路线上同样取得了超过34%的实验室成绩。对传统光伏巨头而言,叠层路线意味着不需要“自我革命”,而是在现有业务基础上做“增量优化”。
第三类是跨界而来的企业,最具代表性的是京东方。这家全球显示面板巨头将其在薄膜制备、玻璃基加工、封装等领域数十年的技术积累“平移”到钙钛矿领域。在面板制造中,TFT-LCD和OLED涉及大量薄膜沉积、激光划线和精密封装工艺——这些与钙钛矿电池的制造工艺高度同源。京东方的跨界,本质上是将面板产业积淀的核心能力延伸到了一个新的产品方向。目前,京东方1.2米和2.4米中试线的效率与稳定性已通过ITC认证,并建设了全场景钙钛矿BIPV示范项目“零碳小屋”,标志着其在钙钛矿应用领域迈出了实质性的产品化步伐。
图表11:创业公司龙头企业与跨界力量同台情况

资料来源:九思行研
3.3.3 资本涌入推动融资轮次与估值攀升
钙钛矿赛道的资本热度在2025年持续升温。协鑫光电无疑是融资动作最密集的企业之一。2025年2月,协鑫光电完成C1轮近5亿元融资,由金石投资、昆高新集团、红杉中国等机构参与,主要用于昆山GW级钙钛矿叠层产线的建设。2025年7月,协鑫光电再度完成C2轮近2亿元融资,由信达资产和赛富基金共同投资。C轮融资的累计规模已接近7亿元,主要用于GW级钙钛矿产业基地的产业化建设与产品科研投入。协鑫科技已公开表示,子公司协鑫光电计划2026年在香港IPO,若顺利完成,有望成为全球“钙钛矿第一股”。
极电光能2023年完成了数亿元A轮融资,由深创投、九智投资、鼎晖百孚等机构参与。仁烁光能在2025年前后完成了数亿元A轮融资,由三行资本、中科创星等机构参与。从融资节奏上看,资本对钙钛矿产业的信心正在从“概念验证”阶段转向“产业兑现”阶段。
在产业链装备端,迈为股份2026年3月公告拟投资35亿元建设钙钛矿叠层电池成套装备项目,选址吴江经济技术开发区,计划用地约135亩,聚焦钙钛矿叠层电池核心装备的研发与制造。这一投资规模在设备领域属于较大手笔,体现了上游核心装备企业对钙钛矿产业化前景的信心。
第四章 钙钛矿产业链上游:设备与关键材料分析
4.1 钙钛矿制造流程与设备需求
与晶硅产业链涵盖硅料、硅片、电池、组件四个环节不同,钙钛矿电池的生产是一个高度一体化的过程——从玻璃基板入线到组件封装下线,全部工序可以在同一工厂内完成,整个流程仅需45分钟左右。这种一体化制造模式的核心优势在于缩短了生产链条,减少了在制品库存和物流成本,但也意味着一条产线需要集成镀膜、涂布、激光、封装等多个环节的工艺设备。
钙钛矿组件的制造流程大致可以分为前道电池制作和后道封装两大工序。前道电池制作是在TCO导电玻璃上依次制备空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和背电极,并在合适的位置通过激光划线将大面积电池划分为多个子电池,形成串联结构。百兆瓦级钙钛矿产线的设备总投资额约1.2亿元,其中镀膜设备占比约50%、涂布设备约25%、激光设备约15%、封装设备约10%。这一占比反映出镀膜是设备投资的大头,而激光和封装的比例则相对较低。从产能规模看,当前单GW产能的设备投资约8亿元,随着技术迭代和规模效应显现,成熟后有望降至5-6亿元/GW。
不同电池结构对设备配置的要求存在一定差异。在平面反式结构(目前最主流的产业化路线)中,空穴传输层通常采用溅射PVD或蒸镀PVD制备,钙钛矿层多采用狭缝涂布或真空蒸镀,电子传输层则常用RPD设备或ALD设备。正式结构与反式结构的区别在于传输层的沉积顺序相反,但对设备类型的需求差异不大。PVD设备价值量约占整线投资的30%,涂布设备约20%,激光设备约25%,其余为封装和其他辅助设备。
在工艺路线选择上,湿法和干法两大路线目前并行存在。湿法工艺的核心是狭缝涂布机,将前驱体溶液均匀涂布在基板上,再经过真空闪蒸或气流干燥形成钙钛矿薄膜。狭缝涂布因其一次成型性质,制备全钙钛矿薄膜的均匀性较好,但涂布精度和定制化要求相比显示面板、锂电更高。干法工艺则主要采用真空蒸镀或化学气相沉积,将钙钛矿材料直接沉积在基板上,对于厚度和均匀性的控制更加精细,更适合叠层电池中对薄膜质量的严格要求。喷墨打印因不直接接触衬底,在绒面上沉积均匀性较好,适合叠层路线。不同企业根据自身技术路线选择不同的设备组合,这也意味着设备需求尚未收敛到统一方案。
图表12:百MW级钙钛矿产线设备投资结构

数据来源:东吴证券《25年钙钛矿效率持续提升、GW线逐步落地》,九思行研整理
4.2 镀膜设备:多种技术路线并行
4.2.1 PVD、RPD、ALD的原理与优劣对比
镀膜设备在钙钛矿产线中扮演着不可或缺的角色——空穴传输层、电子传输层、透明导电层和背电极等多层功能膜的制备都依赖镀膜工艺。
目前主流的镀膜技术包括物理气相沉积(PVD)、反应等离子体沉积(RPD)和原子层沉积(ALD)三类,各有侧重和优劣。
PVD技术(主要包括磁控溅射和真空蒸镀)是应用最广泛的镀膜方法。它的原理是在真空环境下,利用高能粒子轰击靶材,使靶材材料溅射到基板表面形成薄膜。PVD技术沉积速度快,工艺成熟,设备成本相对可控,因此在透明导电电极(ITO、FTO)和部分传输层的制备中占据主导地位。但它的短板也比较明显——高能粒子轰击可能对钙钛矿吸光层造成损伤,这在叠层电池中尤为棘手。
RPD技术是PVD的一种改进方案,通过等离子体源产生低能离子,能量比传统磁控溅射低一个数量级以上,因此对钙钛矿层的损伤更小。有研究表明,采用RPD制备的电子传输层能够实现更高的光透过率和电导率,有助于提升电池的转换效率。捷佳伟创是国内在RPD设备领域布局最早、进展最快的企业之一。
ALD技术的优势则体现在薄膜厚度和均匀性的精确控制上。通过自限制的表面饱和反应,ALD可以沉积出厚度仅几十纳米的超薄致密薄膜,阶梯覆盖性好,特别适合在钙钛矿电池中制备超薄阻隔层和电子传输层。微导纳米是国内在ALD领域技术积累最深厚的设备企业。
4.2.2 京山轻机、捷佳伟创、微导纳米布局领先
国内镀膜设备领域的三家主要厂商——京山轻机、捷佳伟创和微导纳米——在钙钛矿设备布局上各有侧重,形成了差异化竞争的格局。
京山轻机是较早布局钙钛矿设备的上市公司之一。公司已构建覆盖研发线至GW级量产的全周期设备解决方案,核心设备通过下游客户验证并实现批量交付,并在整线集成方面形成技术优势。其GW级钙钛矿量产装备的核心工艺设备包括玻璃清洗设备、空穴层及透明导电层PVD镀膜设备、大幅宽线性蒸镀设备、封装整线设备等,产线可满足约(2000-2300mm)×(1000-1200mm)规格的钙钛矿电池生产需求。在客户层面,公司已向协鑫光电、天合光能等核心客户完成设备交付。
捷佳伟创是镀膜设备领域另一家核心供应商。公司已成功向行业领先客户提供首条量产商业化柔性钙钛矿产线核心设备,涵盖清洗、RPD、PVD、涂布等关键制程装备。在大尺寸设备方面,捷佳伟创的钙钛矿GW级磁控溅射立式真空镀膜设备PVD2400V顺利出货,设备幅宽2400mm,对应两片1.2m×2.4m基板。公司在RPD设备上具备差异化优势,凭借低损伤、高效率的特点在钙钛矿电池传输层制备中受到认可。随着下游GW级产线招标的启动,捷佳伟创的设备出货体量有望进一步放大。
微导纳米的差异化优势在于原子层沉积(ALD)技术。公司自主研发的ALD设备是制备高性能柔性钙钛矿电池的关键装备,在同类产品中市场占有率领先,已多次助力客户刷新钙钛矿组件效率纪录。在钙钛矿电池领域,微导纳米在ALD、磁控溅射、蒸镀等核心真空工艺设备领域均有技术布局,相关产品已获得订单并实现出货。2025年,公司的钙钛矿电池技术专用ALD设备进入产业化验证,实现了ALD技术在钙钛矿领域的突破,其首台蒸镀量产设备也进入产业化验证阶段,同时首台中试线量产线PVD完成出货。
图表13:国内钙钛矿设备(镀膜设备)主要供应商进展

资料来源:九思行研
4.2.3 RPD在效率与成本上具备竞争优势
从技术角度看,RPD设备在钙钛矿电池制备中的独特价值在于——它既可以用于电子传输层的沉积,也可以用于ITO透明导电层的溅射。在正式结构的钙钛矿电池中,电子传输层通常沉积在透明导电玻璃上,RPD设备的低能离子特性可以有效减少对下层材料的损伤;而在反式结构中,RPD设备同样可用于制备高质量的SnO₂或TiO₂电子传输层。
RPD的技术优势也反映在市场订单上。捷佳伟创在2021年即中标首个钙钛矿中试设备采购订单,此后又连续获得多家头部客户的订单,其RPD设备已在国内多条百兆瓦级钙钛矿产线上得到应用。不过需要指出的是,RPD设备虽然性能优势显著,但单台设备投资额高于传统磁控溅射,如何在性能与成本之间取得平衡,是其在扩产中能否占据主导地位的关键。
4.3 涂布设备:国产替代进程加速
4.3.1 狭缝涂布主导钙钛矿层制备
钙钛矿层的制备是整条产线中技术难度最高的环节,而狭缝涂布是目前产业界采用最广泛的技术路线。
狭缝涂布的基本原理是:将钙钛矿前驱体溶液通过精密模头均匀挤出到移动的基板上,形成一定厚度的湿膜,再经过真空闪蒸或气流干燥,使溶液快速结晶形成致密的钙钛矿薄膜。这种技术的优势在于涂布速度快、精度高、材料利用率高,能够满足大面积连续生产的需求。
在钙钛矿层制备中,涂布精度和结晶控制是关键难点。过快的干燥速度会导致薄膜出现针孔和裂纹,过慢则可能引起晶粒粗大或不均匀。不同工艺路线对涂布设备的要求各不相同——狭缝涂布因其一次成型性质,制备全钙钛矿薄膜的均匀性较好,但涂布精度、定制化要求相比显示面板、锂电更高;喷墨打印因不直接接触衬底,在绒面上沉积均匀性较好,适合叠层路线。
4.3.2 德沪涂膜占据市场领先地位
在狭缝涂布设备领域,德沪涂膜占据了国内钙钛矿产业化市场的绝对领先份额。常熟经开区官网披露的数据显示,德沪涂膜大尺寸高精密涂膜设备在已交付钙钛矿产线中的市场占有率达到了85.7%。与此同时,德沪涂膜董事长公开表示,公司在全球中试量产用钙钛矿涂布设备领域的市占率已超70%,2025年还成为国内第一家实现钙钛矿设备“出海”的厂商。德沪在行业内大尺寸狭缝精密涂布设备的领先地位,使其成为钙钛矿设备领域的重要标杆。
德沪涂膜的技术壁垒来源于对核心工艺的长期积累。公司自主研发制造的狭缝涂布设备及配套的闪蒸/软烤、退火/硬烤技术,是在多个高科技领域制备纳米至微米级厚度功能薄膜的关键装备。目前公司的市场版图已拓展至欧洲、日本、东南亚等超过25个国家和地区。除了钙钛矿领域,德沪在半导体先进封装和平板显示领域同样处于开拓阶段,2024年成为国内第一家,也是目前唯一一家向全球头部先进封装企业成功交付首台(套)先进封装涂膜装备核心涂敷设备的供应商。
4.3.3 大正微纳众能光电等实现技术突破
除德沪涂膜外,其他国内厂商也在积极跟进。大正微纳实现了连续四层纳米级别薄膜的液相涂布制备,稳定实现了钙钛矿薄膜电池的制备,打破了薄膜电池严重依赖欧美高真空物理/化学沉积设备的技术壁垒。众能光电对外销售刮涂/涂布一体机、磁控溅射、热蒸发镀、ALD和激光刻蚀机等工艺单机以及光伏组件整线近100台套,在中小尺寸设备领域具备一定的技术积累和市场覆盖。随着钙钛矿市场的扩容,涂布设备赛道的竞争格局正在从“一家独大”逐步走向“多强并立”。
4.4 激光设备:产业化进程最快的环节
4.4.1 激光划线覆盖P1至P4工序
激光设备是钙钛矿产线中产业化进程最快、国产化程度最高的环节之一。
在大面积钙钛矿电池的制造中,需要将大面积导电玻璃上的薄膜电池划分为多个子电池并串联起来,以降低电流损失和电阻损耗。这个工序通常涉及四道激光划线:P1划线在TCO导电层上形成电池隔离区域,P2划线打通钙钛矿吸光层与背电极的连接通道,P3划线在背电极层上实现电池间的电气隔离,P4激光清边则用于去除边缘区域的薄膜,形成封装和导电连接区域。根据行业通用数据,激光设备单道价值量约2000万元/GW以上,四道合计8000万元以上,占总设备投资的10%-15%。由于钙钛矿电池的每层薄膜厚度和特性存在差异,P1至P4对激光的波长、能量和脉冲宽度都有不同的要求:P1划线通常在TCO层上进行,膜层较厚且无机,采用红外激光较合适;P2/P3划线涉及钙钛矿吸光层和金属电极,需要对热效应进行更精细的控制,绿光或紫外超快激光是目前的主流选择;P4清边的精度要求相对较低,性价比是主要考量因素。
4.4.2 帝尔激光、迈为股份、德龙激光量产交付
激光设备领域,以帝尔激光为代表的多家国内设备商已实现量产交付,并在部分环节建立了一定的技术优势。
帝尔激光在光伏激光加工设备领域深耕多年,是行业龙头。公司2025年年度报告显示,公司聚焦光伏电池及组件全流程加工需求,覆盖BC、TOPCon、HJT、钙钛矿、PERC等全系技术路线,是光伏龙头企业的核心设备供应商。在钙钛矿领域,公司的激光设备可应用于TCO层、氧化物层、电极层等不同膜层,采用自研多分束光学设计系统精确控制划线精度和最小化死区面积,已有小批量订单并完成交付。
迈为股份在光伏丝网印刷设备领域占据全球龙头地位,近年来积极拓展钙钛矿叠层设备业务。据公司公告,2025年12月迈为股份已签订业内首条钙钛矿/硅异质结叠层电池整线设备供应合同。2026年3月,迈为股份公告拟投资35亿元建设钙钛矿叠层电池成套装备项目,聚焦钙钛矿叠层电池核心装备的研发与制造,另拟投资15亿元建设半导体装备项目,两个项目合计投资达50亿元。
德龙激光在钙钛矿激光综合加工设备方面也有布局。公司薄膜太阳能电池激光综合加工系统ALS03集成度高,单台设备即可完成钙钛矿太阳能电池的P1/P2/P3/P4工序,划线宽度和深度可控,死区宽度可控。公司于2022年交付客户并投入使用的太阳能薄膜整段生产设备,为客户在国内率先实现百兆瓦级规模化量产提供了助力,并与国内光伏龙头合作研发百兆瓦级量产线,2023年已交付首条产线。
此外,杰普特、大族激光等企业也在钙钛矿激光设备领域有所布局。杰普特的第二代钙钛矿模切设备增加了多光束设计,加工效率较第一代产品提升了8倍。
图表14:国内钙钛矿设备(激光设备)主要供应商进展

资料来源:九思行研
4.4.3 第二代设备加工效率提升数倍
随着产业化的推进,激光设备的迭代速度也在加快。第一代激光设备更多聚焦于“能否加工”的可行性验证,而第二代设备则将目光投向了“加工效率”和“工艺稳定性”。以杰普特为例,其第一代柔性钙钛矿模切设备主要面向江苏大正微纳科技等客户,采用单光束方案,完成P1-P4激光划线的时间较长,难以满足GW级产线的节拍要求。2022年,公司研发第二代钙钛矿模切设备,增加多光束设计,加工效率较第一代产品提升8倍,目前该设备已向多家客户发出样机试用。效率的提升意味着单位时间内可以加工更多基板,降低单瓦设备折旧成本,这在大规模量产阶段尤为重要。
4.5 关键辅材:TCO玻璃与靶材
图表15:国内钙钛矿材料主要供应商进展

资料来源:各公司公告、九思行研整理
4.5.1 TCO玻璃金晶科技率先供货亚玛顿跟进
TCO(透明导电氧化物)玻璃是钙钛矿电池的“底座”——它既要承载整个电池结构,又要充当导电电极和透光窗口,对均匀性、导电性、透光率和机械强度的要求都很高。
长期以来,高性能TCO玻璃主要依赖进口,日本板硝子、旭硝子等企业占据主导地位。但近年来,国产TCO玻璃取得了实质性突破。金晶科技是国内领先的TCO玻璃供应商。据公司2025年年报,公司在线镀膜工艺严格控制过程标准,保持钙钛矿用TCO玻璃的事实标准地位,市场份额稳步扩大,占据了国内该领域绝大部分市场份额。目前,金晶科技已与协鑫光电、极电光能等头部钙钛矿企业保持深度合作,产品已进入极电光能、协鑫光电、纤纳光电等国内钙钛矿电池龙头企业供应链,淄博和滕州两大基地产品已实现批量供货。
2025年7月,金晶科技子公司宁夏金晶宣布投资4.95亿元对产线进行TCO镀膜工艺升级改造,升级后预计年产2000万平方米超白TCO镀膜玻璃,为钙钛矿电池等薄膜组件配套。据证券日报2026年4月报道,该技改项目预计于2026年6月建成试产,届时金晶科技的TCO玻璃供应能力将进一步提升。除光伏领域外,公司TCO玻璃还在BIPV等多场景落地,青岛特来电总部基地采用的TCO玻璃即由金晶科技供应。
国产TCO玻璃的突破意味着钙钛矿组件的核心材料成本有望进一步下降,也为钙钛矿国产供应链的安全可控提供了保障。紧随金晶科技之后,亚玛顿与纤纳光电签署合作协议,在钙钛矿太阳能电池玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等方面展开合作。
4.5.2 靶材覆盖ITO、FTO及传输层材料
靶材是制备各类功能薄膜的关键原材料。在钙钛矿电池中,TCO导电玻璃需要ITO(氧化铟锡)或FTO(掺氟氧化锡)靶材来形成透明导电层;空穴传输层和电子传输层也需要特定的金属氧化物靶材来实现功能。
从靶材的材料类型来看,ITO靶材是导电性和透过率综合性能最好的材料,但铟元素在地壳中的储量有限,长期供应存在一定瓶颈。FTO靶材采用氟掺杂氧化锡,成本远低于ITO,但导电性稍逊,适合对导电性要求不高但成本敏感的应用场景。AZO(掺铝氧化锌)靶材的原材料更加丰富,但目前透过率和导电性还需要进一步提升。
在空穴传输层方面,NiO、CuOx、CuI等无机p型半导体材料是主要选择,其中NiO的稳定性和能级匹配性较好,是目前产业化应用最为广泛的方向。在电子传输层方面,SnO₂、TiO₂是主流材料,可通过RPD或溅射PVD工艺成膜。
图表16:钙钛矿不同功能层与靶材对应关系

资料来源:协鑫科技,九思行研整理
4.5.3 隆华科技、阿石创推动靶材国产化
靶材领域的国产化替代正在稳步推进。隆华科技子公司丰联科光电在特殊比例光伏靶材方面已通过隆基等头部客户的认证,并同时进行着多种新型靶材的开发工作。公司靶材产品可应用于钙钛矿电池的TCO导电玻璃、空穴传输层和电子传输层。需要说明的是,隆华科技在2025年10月投资者互动平台回应称,公司钙钛矿靶材业务占整体营业收入的比重较低,产品虽已布局并实现部分供货,但尚未形成大规模收入贡献。这表明靶材的国产化仍需持续的技术验证和产能爬坡。
阿石创在钙钛矿领域具备多款成熟产品,其TiO2、ITO、AZO、NiO等靶材可应用于钙钛矿电池,基础的介孔层、致密层用靶材环节已有成熟产品。在全球市场上,靶材的研制和生产长期以来集中于霍尼韦尔(美国)、日矿金属(日本)等公司,形成寡头垄断格局。隆华科技和阿石创等国内厂商正在积极打破这一格局,推动高性能靶材的国产化供应。随着钙钛矿产线投产加速,靶材的国产化进程有望进一步提速。
本文节选1-4章,获取全文,
点击下载完整版报告:

与九思同行,解构产业本质