太阳能电池经历了三段发展时期，第一代属于晶硅电池。晶硅电池先后经历了多晶和单晶之争、N型和P型之争，单晶相比多晶效率更高，初始阶段成本相应也更高，2015年单晶组件市占率不超过20%，2019年已经达到62%，完成对多晶的超越。同时，根据CPIA数据，2021年Perc电池市占率达91%，远大于效率更高的N型，未来随着N型不断降本，有望成为市场主流。

第二代薄膜电池的发展较为波折，20世纪80年代和2000年至2010年间，薄膜电池均是当时市场主流，但20世纪90年代和2010年后晶硅电池分别凭借效率优势和成本优势快速抢占市场，2021年全球市场中薄膜电池市占率仅为3.8%。目前主流的薄膜电池包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）和砷化镓（GaAs）。

第三代新型薄膜电池中既包括钙钛矿太阳能电池，也包括量子点太阳能电池和染料敏化太阳能电池，其中钙钛矿太阳能电池又可分为纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池，钙钛矿电池可分别和晶硅电池或薄膜电池进行叠层，理论上最大的叠层数量是四层。

钙钛矿电池属于第三代太阳能电池，包括纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型。

钙钛矿电池是利用钙钛矿型材料作为吸光层的新型化合物薄膜太阳能电池，钙钛矿材料是钙钛矿太阳能电池的核心。钙钛矿并不是专指一种含钙和钛的某种化合物，而是一类具有ABX3结构的晶体材料的总称。

广义“钙钛矿”是指与CaTiO3结构类似的ABX3型化合物，目前用于太阳能电池发电层的钙钛矿材料一般为有机-无机杂化钙钛矿材料。钙钛矿材料电池命名取自俄罗斯地质学家Perovski的名字，狭义的钙钛矿特指CaTiO3，广义的钙钛矿泛指与CaTiO3结构类似的ABX3型化合物，A代表有机分子（一般为CH3NH3等），B代表金属离子（一般为铅或锡），X代表卤素离子（一般为氟、氯、溴、碘、砹），A、B、X分别对应下图中蓝色、灰色、紫色部分，BX6构成八面体。用于太阳能电池发电层的钙钛矿材料一般为有机-无机杂化钙钛矿材料，该类型的结构在1987年由Weber首次提出。

钙钛矿材料晶体结构呈八面体形状

钙钛矿结构中A位B位X位均可迭代替换

钙钛矿电池优势突出

由于钙钛矿材料带隙可调、光吸收系数较高，且对杂质不敏感，其在弱光下仍具有突出的光电转换效率，相比而言，晶硅弱光下发电效率极低，这也是钙钛矿光伏与传统硅基光伏一个显著区别。

仅经过13年发展，钙钛矿电池效率就从3.8%提升至25.7%，钙钛矿电池极限转换效率优势突出，远高于晶硅、HJT、TOPCon，且钙钛矿电池理论极限效率（31%）高于晶硅电池（29.4%）。

此外，钙钛矿电池可与多种类型电池叠层以进一步提升转换效率，晶硅/钙钛矿双节叠层效率可达35%，三节层电池理论极限则可跃升至45%，目如果在钙钛矿中掺杂新型材料，其转换效率最高可达50%。

总的来说，钙钛矿电池优势众多，不仅工艺流程短（45分钟），且仅在单一工厂即可完成组件，且钙钛矿电池产能投资额仅为晶硅的一半，此外钙钛矿原材料对杂质不敏感，容易获得，用量少，且能耗也较低，成本优势明显。 

降本提效是光伏行业永恒的主题。钙钛矿电池被认为是下一代太阳能电池，具有广阔的应用前景。 

钙钛矿电池具备轻薄、透光性强、短波长吸光能力强、弱光效应好、可在柔性基材上制备的优点。基于这些特征，钙钛矿电池与晶硅电池存在差异化应用场景，其中BIPV（光伏建筑一体化）和CIPV（车载光伏）领域应用潜力最大。随着钙钛矿电池技术发展日益成熟，有望进入量产阶段，迎来爆发式增长。

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