一家叫做协鑫光电的企业宣布完成了5亿元人民币的B+轮融资，联合领投的三家分别是

　　另外，参与协鑫光电2020年A+轮投资方瑞庭投资，其法人是宁德时代的掌门人曾毓群。

　　这些跨界巨头为什么不约而同地投资同一家光伏企业呢？因为协鑫光电研发和生产的产品，是今年爆火的“钙钛矿”组件。

　　2022年5月，宁德时代董事长曾毓群透露正在搭建钙钛矿电池中试线。随后二级市场上跟钙钛矿相关的概念股都开始暴涨，其中一家设备厂商股价迎来连续8~10个涨停。

　　根据不完全统计，2021~2022年，钙钛矿领域投资额已经接近100亿元。

　　在“碳中和”目标的大背景下，所有人都希望在光伏新能源赛道里找到下一个“隆基”，下一个“光伏茅”。

　　而在一些人看来，钙钛矿是未来最有可能颠覆单晶硅电池“一统天下”局面的头号种子选手。

　　我们知道，光伏发电要追求更高的光电转换效率。也就是说100份的太阳光能量照射下来，你能把其中多少份的能量转换成电能。

　　2017年，日本人创造了一项世界纪录，把单结晶硅电池的效率做到了26.7%。

　　2022年底，隆基把这一纪录提高到26.81%，提高了0.11个百分点，这是中国人历史上第一次创造的单结晶硅电池效率世界纪录，不分技术路线。

　　而单结晶硅电池的理论转换效率极限是多少呢？是29.4%。这是可望不可即的天花板。

　　这时候，就有一批人在想：我能不能不用晶硅，选用其他材料，突破晶硅电池的效率极限？

　　更诱人的是，从2009年日本人发明这种电池以来，单结钙钛矿电池的转换效率从3.8%快速上升至26.7%，其中还有很多世界纪录是中国人创造的。

　　从实验室效率的比拼来看，钙钛矿电池只用了十多年的时间，就走完了晶硅电池四五十年才走过的效率提升道路，可以说速度惊人。

　　钙钛矿也已经进入国家支持的范围。2022年8月，科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022―2030年)》，提出研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术。

　　不只是中国的投资机构，很多眼红中国光伏产业的外国政府和企业也纷纷大举进入钙钛矿领域。

　　2020年，美国能源部宣布投入2000万美元用于研发钙钛矿光伏技术，能源部强调要确保美国在这一领域的市场竞争力。

　　2022年，拜登政府再投入5600万美元支持可以替代多晶硅的太阳能技术，其中就包括钙钛矿。

　　欧洲老牌光伏制造企业Q-Cells表示将在其位于德国塔尔海姆的欧洲总部建设一条叠层电池生产试验线，最终目标是实现钙钛矿-硅叠层电池的工业化生产。

　　日本媒体指出，日企希望借钙钛矿电池打一场翻身仗。一些人甚至认为这一发明将来有望获得诺贝尔奖。

　　我们知道，一种技术路线和它的商业模式发展得越完善，往往自我颠覆、自我革新的动力就不足。

　　我们需要搞清楚，中国的钙钛矿到底走到了哪一步，率先实现大规模产业化的可能性有多大。

　　2003~2004年期间，范斌埋头做毕业设计。他的导师做的是“导电高分子”领域，当时纳米技术很火，很多人做这类研究，但是没有太实际的用处。

　　在看文献的过程中，范斌发现导电高分子材料可以用来做太阳能电池。当时中国光伏刚刚起步，高纯度的硅材料太贵了，他觉得应该用人工合成的东西来降本。

　　在清华的时候，他就开始做有机光伏研究，也就是钙钛矿电池所属的一大类光伏电池，初步学习搭建体系、跟供应商打交道。

　　清华毕业之后，他到瑞士洛桑高等理工学院继续攻读博士学位，因为这里的有机太阳能研究是世界顶尖的，他的导师米夏埃尔·格雷策尔（Michael Grätzel）是钙钛矿电池行业的早期奠基人，他参与的项目把钙钛矿转换效率从3.8%提高到了10%。

　　但2009年他快要毕业的时候，赶上了欧债危机。一个投资人鼓励范斌回国做光伏：“要顺着大江大河，而不是找个水沟，翻一点儿浪花。”

　　2010年，范斌博士毕业，回国创业，拉上了清华上学时的室友白华、田清勇，在厦门创立了惟华光能。

　　但是他创业的时机不是很好。2011年，中国光伏产业就遭遇了来自欧美的“双反”制裁打击，也就是“反倾销、反补贴”调查。

　　2012~2013年，中国企业尚未走出“双反”阴霾，钙钛矿技术成为有机光伏领域的热门技术，《科学》杂志将钙钛矿评选为2013年度十大科学突破之一。

　　范斌团队从此转向了钙钛矿研究。但是团队早期一直比较困难，融资1000多万，咬牙坚持了6年。

　　在最困难的时候，范斌团队的公共邮箱里出现了一封陌生邮件：当时全球最大的光伏企业——协鑫希望来公司实地拜访。

　　协鑫当时是中国多晶硅行业的龙头老大，多晶硅是晶硅光伏产品的原料。布局钙钛矿，协鑫是在未雨绸缪，“革自己的命”。

　　2016年，朱共山力排众议，协鑫收购了惟华光能58.5%的股份，范斌团队还把总部迁到了江苏昆山，也就有了后来的协鑫光电。

　　范斌说：“当时行业里很多人视我们为骗子，看协鑫像傻子。”但是协鑫入股，也带进了宁德时代等重要股东。

　　但是天有不测风云，2018年，面对国内分布式光伏市场过热的情况，中国推出了一项“531新政”，因为文件落款日期是当年的5月31日，这项政策几乎冰封了当年国内的光伏市场。

　　而在2018年之前，协鑫大举扩张光伏电站规模，很多电站投资使用的是银行贷款，资产负债率节节攀升，超过了80%。

　　经过3年攻关，2019年2月，协鑫光电率先建成10兆瓦中试线，也就是为了跑通工艺流程，建了一条比实验室更大、比量产线厘米的钙钛矿组件。

　　但是在这条赛道上，协鑫光电还有很多竞争对手，人们在他们身上发现了惊人的相似性。

　　在出国读博期间，他师从英国皇家科学院院士珍妮·纳尔逊（Jenny Nelson），验证了钙钛矿是一种很有前景的光伏材料。但是海外材料领域的大公司并未涉及钙钛矿，姚冀众难觅知音。

　　一次杭州未来科技城管委会团队来到英国招商引“智”，浙江的“双创”氛围感染了姚冀众。

　　2015年，他从伦敦帝国理工学院博士毕业后，和海归校友颜步一、杨旸在杭州创立了纤纳光电。

　　2017年，纤纳光电当年三破世界纪录，后来每次打破世界纪录，大家就吃一顿火锅来庆祝。

　　2017年初，转换效率纪录还是15.2%，到了2020年底，他们创下的新纪录就达到了21.4%。

　　2022年7月，纤纳光电首批5000片钙钛矿组件出货，发往浙江省一个工商业分布式电站。

　　也就是说，他们捷足先登，率先把钙钛矿组件用在了真实的商业电站运营环境当中去发电。

　　范斌的师弟，清华化工系的孙于超创办了曜能科技，团队中有北大材料系的特聘研究员周欢萍和北理工教授陈棋。

　　任烁光能的创始人谭海仁，从荷兰代尔夫特理工大学读博后归国，在《科学》《自然》等重要刊物上发表了80多篇论文，现在是南京大学现代工程与应用科学学院教授。

　　2021年，谭海仁团队创造了26.4%的钙钛矿叠层电池转换效率世界纪录。

　　在这条赛道上，不仅有谭海仁这种“85后”的年轻教授，也有在光伏行业摸爬滚打三十多年的老兵。

　　于振瑞1985年本科毕业时就在研究薄膜光伏电池，在南开大学完成了本硕博连读，在多家光伏企业任职，还参与了中国第一个薄膜电池产业化项目。

　　于振瑞说服了在钙钛矿领域具有丰富研发经验的海归博士郑策、中科院材料学博士邵君，组建了极电光能早期的核心团队。

　　极电光能从2018年立项，到如今4年已经快速成长为钙钛矿行业的排头兵，2021年实现了20.5%的转换效率世界纪录。

　　这家公司的大股东正是长城魏建军占股99%的稳晟科技。除此之外，碧桂园创投也是极电光能的股东之一。

　　有人说，现在国内在做钙钛矿的主要创始团队，科研学术背景都很强大，好像没有几篇顶级期刊的论文，都不配在钙钛矿领域打拼创业。

　　以清华、北大、南开、浙大、南大等高校师生为代表，围绕着京津冀和长三角等地区的科研团队，中国钙钛矿产业已经形成了“南派”和“北派”两大阵营。

　　钙钛矿不是什么离我们很遥远的神秘矿产，其实我们每个人的身边都有“钙钛矿”。

　　它指的是一大类晶体结构相同的化合物，化学式可以简写为ABX3。A一般是有机分子（比如甲胺、甲脒），B是金属（比如铅或锡），而X是卤素（碘或氯）。

　　我们生活中常见的鸡蛋壳，主要成分碳酸钙（CaCO3），也是一种“钙钛矿”。

　　不同的企业产品中所使用的钙钛矿材料可能是不同的，因为A、B、X都可以进行替换。

　　所以钙钛矿的材料是有“配方”的，通过不断改进可以提升电池的性能，而晶硅材料本身却是几十年没变的。

　　现在晶硅电池切片可以切得很薄，但是厚度也会大于100微米，跟1~2根头发丝的宽度相当。

　　而钙钛矿电池只需要0.3微米的厚度，每平米材料用量还不到2克，原料成本是晶硅电池的1/20，材料成本占比只有3%左右。

　　按照现在光伏年需求约50万吨硅料计算，如果未来全部替换为钙钛矿产品，光伏产业只需要约1000吨钙钛矿原料。

　　而且钙钛矿电池对材料的杂质容忍度很高，材料纯度只需要“1个9”，也就是95%以上就都可以发电。

　　而现在全世界占绝对主流的，也是咱们中国实力最强的光伏电池路线，是晶体硅太阳能电池。

　　但是这种材料如果想要实现良好的发电性能，达到较高的光电转换效率，就必须使用高纯度的晶体硅材料，比如硅纯度达到99.9999%以上（俗称“6个9”）。

　　想要实现这么高的纯度，就必须提纯，把有杂质的石英砂开采出来，先加工成纯度99%以上的工业硅，再提纯成“6个9”的多晶硅。

　　提炼多晶硅的过程需要非常大型的化工装置，投资强度大，而且设备反应温度在1000℃以上，需要消耗能源。

　　根据中国光伏行业协会的《中国光伏产业发展路线年中国多晶硅企业为了生产1公斤多晶硅，综合能耗平均值是9.5公斤标准煤，综合电耗是63度电，以前这个数字超过200度电。

　　当然，标准煤是一种能量单位，不是说我们生产多晶硅只靠烧煤发电来供能，比如在四川，可以用清洁的水电来生产多晶硅。

　　但是不管怎样，钙钛矿组件如果能够量产，它的能量消耗水平就远远低于晶硅太阳能组件。

　　钙钛矿组件生产全过程中，工艺温度不超过150℃，单瓦耗能只有0.12度电左右，不到晶硅耗能的1/10。

　　传统的晶硅组件，在20~30年使用过程中，发出来的电能是生产这块组件耗能的20倍左右。

　　而由于钙钛矿生产过剩耗能极少，所以能源投资回报率明年就有望达到40倍，甚至能超过水电和大油田的平均能源回报率。

　　可能一块组件要用的硅料是在新疆生产的，加工成硅片以后要在内蒙切割，变成电池片和组件需要在江苏制造。除了生产耗时之外，还有来回的物流运输时间。

　　即便是在同一个企业内部完成了垂直整合，把各个环节放到一起，从硅料到组件，最快也需要3天以上。

　　而一块钙钛矿组件——也就是最终拿去发电的钙钛矿产品，从原材料进厂，到组件出货，全程可以在一个工厂里完成，只需要9个步骤，45分钟，一集电视剧的时间。

　　更重要的是，如果将来钙钛矿组件可以大规模量产了，那么预计它的投资强度，也就是生产同样发电功率的组件所需要的固定资产投资，只是晶硅光伏产品全产业链投资强度的50%左右。

　　浙商证券分析了三家钙钛矿企业发现，目前钙钛矿电池生产成本低于0.4美元/瓦，未来扩大产线美元/瓦甚至更低。

　　在高剂量光辐照和加热时吸光材料结构容易被破坏，晶相会从立方相（高性能）转变为斜方相（低性能），导致组件性能迅速衰减。

　　怎么在大面积的组件上，把涂出来的均匀的膜，通过控制结晶，得到高质量的干膜。

　　设备和原料国产化进程在过去十年当中有了质的飞跃，中国国内的光伏市场占到了全球光伏市场的1/3左右。

　　“喷墨打印”技术来做钙钛矿电池，就去找设备厂定制设备，结果用着用着发现问题越来越多，改都改不过来。

　　会有人质疑我们为什么花那么长时间，但是事实是，我们用了10年时间，从实验室走到现在100MW，已经是非常快的速度了。”

　　说白了就是工程问题，如果有更合理的设备设计以及匹配设备设计的材料方案，相对应的工艺方案，这三个元素互相促进，最终一定会形成最优的解决方案。这是一个工程问题，在科技上是有解的，我们只是需要有一段时间把它实现出来。”

　　范斌预计还需要3~5年才能搭建好。极电光能也预计要到2026年建成10吉瓦的产能。10吉瓦，大概相当于现在隆基、晶科这些光伏龙头企业一座新工厂一年的产能，还是挺大的。

　　那么钙钛矿真的能够那么顺利地实现它的所有目标吗？如果它在产业化道路上，最终并不能颠覆晶硅，是不是就将一败涂地？

　　比如业界普遍看好的钙钛矿与异质结（HJT）晶硅电池叠层电池，极限转换效率可能达到40%以上。

　　隆基的掌门人李振国2022年在中国工程院院刊《Engineering》发表的论文中就指出：“如果在未来几年，钙钛矿电池的寿命和大面积效率损失问题能得到有效改善，那么

　　叠层电池的转换效率更高的原因是这样的：我们知道太阳光是由不同波长的光线组成的，又分为可见光和不可见光。

　　钙钛矿电池比起晶硅电池，可以更高效利用高能量的紫外光和蓝绿可见光，而晶硅电池可以利用钙钛矿无法吸收的红外光。

　　通过“1+1”的叠层电池，顶部的电池吸收高能光子，底部的电池吸收低能光子，可以

　　包括晶硅/钙钛矿的双结叠层转换效率可以达到35%，钙钛矿三结叠层电池理论效率可达45%以上。

　　但是需要注意的是，企业推进叠层电池的量产不能是一个建造“空中楼阁”的过程，无论用哪种电池做叠层，都要首先把相应的几种电池结构做好。

　　协鑫光电就曾经投入很多资源在异质结上做钙钛矿的叠层开发，后来发现在硅片上做钙钛矿的难度远远高于在玻璃上做钙钛矿，也就是

　　范斌认为，如果在玻璃上做钙钛矿的量产工艺还没有完全开发好，就着急做硅片上的钙钛矿开发是无本之木。

　　所以协鑫光电决定把所有资源先都放在单结的钙钛矿电池上，等到量产成功之后，再择机开展叠层电池的研发工作。

　　以前在晶硅电池领域，中国企业所需要的整线设备主要是由国外企业研发成熟后，国内企业再跟进国产化。

　　从20世纪50年代，美国贝尔实验室发明了第一块可以用于商用的光伏产品至今，人类使用的主要光伏产品有70年时间都没有发生材料端的变革。