一. 什么是钙钛矿：
首先很重要的一点，光伏领域的钙钛矿并不是真的有钙有钛的钛酸钙（CaTiO3），而是指结构与钛酸钙结构非常接近的“ABX3”结构（或称“113”结构）的一系列化合物材料总称。
ABX3结构下，A位置需要为有机阳离子，最常用的就是CH3NH3+；B位需要金属阳离子，目前主流为铅离子Pb2+或亚锡离子Sn2+；X离子需要为卤族阴离子，可以用碘、氯、溴。
目前的钙钛矿电池主要再走柔性器件路线，本质上就是一种薄膜电池，所以我在衢州看的时候，钙钛矿组件的颜色都是可以自由调节的，然后主要用在光伏建筑一体和分布式，毕竟大家不可能把黑黑的晶硅做成外立面，可以参照锑化镉电池目前玩家的主要用途。
二. 钙钛矿优势：
投资人这几年对钙钛矿投资非常踊跃的主要原因就是效率高，成本低。
（一）效率：
2009年横滨大学宫坂组的结构差不多是3.8%的电池效率，2019年就追平晶硅的25%了，到了今年2022年，钙钛矿实验室已经到29.8%了（柏林实验室），而且由于钙钛矿是一种化合物，配方是可以不断调整的，这使得带隙不但可以接近完美的1.34 eV（即肖克利-奎伊瑟极限-转化效率33.7%），还可以根据不同波长入射光设计不同钙钛矿材料叠加或者和其他光伏材料叠加，从而突破肖克利-奎伊瑟极限，这可比理论极限32%的晶硅强了太多。
（二）成本：
首先钙钛矿的原材料那大自然遍地都是，虽然硅好像也是，但主要是钙钛矿的工艺简单不少，纯度要求低（98%就可以，对比晶硅6N），组件生产也不用晶硅的千度高温（PERC、Topcon)，充分响应节能。
而且钙钛矿对光吸收强的同时，材料用量低到发指，钙钛矿层只需做到300~500nm厚度，好家伙，160μm的晶硅哭晕在厕所，看了看最先进的120μm，想想还是不比了。
而且理论上工艺流程比起晶硅短很多，那么一旦大规模以后，上下游整合是很容易的，理论上，人人都是一体化。
当然，理论归理论，据我所知，目前没有配套的情况下，钙钛矿建厂成本还是很高的，设备都是需要进口的。
三. 钙钛矿劣势：
好了，主要优点说完了，可以说说大饼的问题所在了。主要的缺点也很明显：效率，耐久，有毒，然后我最近看文章提到可能还有一股神秘力量。
(一）效率：
为什么前面说效率是优点，这边又变成缺点了？目前钙钛矿的最高效率都是实验室场景下的数据，从实验室要产业化还有漫长的道路，实验室数据和最终的成品组件数据也有很长的距离。
目前这些所谓的达到晶硅效率的钙钛矿电池，尺寸都很小，有多小，可能就一个拇指盖大小，然后呢，单纯追求效率，其他方面是很差的，比如说衰减，比如1000小时就能衰减10%以上。光伏领域追求的本质是度电成本而非单一效率，所以平时看到某某电池破纪录时候不用过于担心，很多实验室数据距离产业化距离非常遥远，无法商业化的产品更多的都是学术价值。
目前市场上比较大的商业化的钙钛矿组件，尺寸大概可以做1245mm x 635mm，然而这个尺寸和晶硅166差距都比较大，根据新闻效率也就20%出头，这是2021年6月的新闻，因此正面是完全无法和晶硅竞争的，目前只能调出各种颜色，适配BIPV。
此外，钙钛矿需要使用透明导电氧化物薄膜收集电流，但这一类材料越大越会使得光损失，这是该材料物理特性决定，这意味着钙钛矿现阶段造不大，需要新材料引入。
总结就是实验室效率虽高，但商业化下的效率和晶硅差距较大。
(二）耐久：
不耐用是钙钛矿目前巨大的缺陷。
作为离子晶体材料，钙钛矿结构相比天然化学机械惰性的硅而言，过于灵活不稳定了，目前我国的晶硅组件，都是25年质保的，标准也是每年衰减不大于0.6%，但是目前最先进的钙钛矿研究下，2000小时都要衰减1%，而且此时的钙钛矿效率也只有20.9%，大部分钙钛矿电池1000小时左右就要衰减10%，这个是不可能被商业化接受的。而且最终物理的结构决定了钙钛矿会更多的受到Stabler-Wronski效应影响。
此外钙钛矿化学性质也更活泼，会对金属腐蚀，组件里面大量金属是很难受的。
当然技术在持续进步，未来可能钙钛矿也许能更加耐用，只是不知道需要多久。
（三）有毒：
前面提到的了，钙钛矿结构里面B位需要用到金属阳离子，铅离子是目前市场上性能最好商业化前景最好的，也是一开始就被使用的，但是铅离子作为重金属有毒啊。当然可以用亚锡离子等替代，但这会导致效率的直线下降，而且二价亚锡更活泼，很容易氧化为四价从而导致整个组件效率下降，也就是说用亚锡离子会导致组件更不耐用。
（四）神秘力量：
最后，最近的科学研究发现钙钛矿存在一种名为“深阱态”的特定缺陷，该缺陷会像陷阱一样困住载流子从而导致光能无法转换为电能只能变为热能，影响钙钛矿电池效率。但该问题目前原因不详更别谈如何解决了。
这一系列缺陷，尤其是做大效率低和不耐用，导致钙钛矿目前商业化道路比较困难。
四. 是破坏式么？
综上所述，钙钛矿实验室效率极限和理论成本确实具备优势，但目前结构和稳定性上的缺陷，还需要技术突破，其次整个生产环节设备目前太贵了，我了解的几家设备都是需要海外进口的，贼贵，总之目前来看具体大规模商业化量产距离很可能是10年以上的。
当然，目前钙钛矿结合HJT串联可能是比较近的钙钛矿能大规模商业化的方向，毕竟能绕开较多缺陷避免正面作战而是作为晶硅电池的补充。但目前HJT也还卡着，当然二级市场故事已经吹了一波又一波了，但2022年初来看4.5亿/GW的HJT投资成本，对比0.5亿/GW改建或2.5亿/GW新建的Topcon，想了想目前不断迭代的技术和设备，然后想了想买入后的折旧压力，着实是让各大光伏大厂都是先试试点打算后发制人，反而是Topcon已经是可用状态，今年大厂主流占比可能都要在20%以上了。
目前钙钛矿电池颜色可调节等特性，比较适配BIPV、分布式等另类市场，这非常符合创新者理论中的对于破坏性技术的定义：产品性能低于主流市场的成熟产品，但拥有一些边缘客户所看着的其他特性，价格更低，性能更简单等等。目前行业里面做钙钛矿的主要还是一些初创公司，毕竟BIPV对于光伏大厂而言市场太小也过于费力，但未来如果钙钛矿真能有革命性突破，未必不能颠覆整个市场。
目前来看，钙钛矿还不是光伏行业的破坏式，但也确实是未来需要关注的一个重要发展方向，毕竟现在说说商业化可能要10年，技术一旦有了突破，瞬间就会拉短距离，当然，10年突破不了也是有可能的，这不就是技术的魅力么？
