在稍顯冷清的2022年一級市場，鈣鈦礦無疑是頗受資本關注的火熱賽道之一。
根據不完全統計，2021～2022年，鈣鈦礦領域整體投資額已近百億元，其中大部分風險投資發生在2022年。因此，2022年被業內稱為鈣鈦礦投資熱潮的元年。
2022年12月21日，協鑫科技旗下崑山協鑫光電材料有限公司（以下稱「協鑫光電」）宣布完成5億元人民幣B+輪融資，此輪融資由淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本三家聯合領投，川流投資等機構跟投，大股東協鑫科技持續加碼。本輪融資將用於完善協鑫光電100兆瓦大尺寸鈣鈦礦組件產線的工藝和設備開發。
這只是過去兩年中幾十起鈣鈦礦融資案例中的一例。據一位碳中和融資的資深財務顧問介紹，2022年一級市場整體偏冷，但碳中和方向卻史無前例地火爆，而碳中和中最火的投資方向無疑就是鈣鈦礦。
他進一步表示：「幾乎所有的人民幣基金和美元基金都在看這個方向，就連此前看消費的基金也紛紛轉行來看鈣鈦礦了。如果你沒看過鈣鈦礦，都不好意思說自己在看硬科技了。」
在二級市場上，鈣鈦礦概念也同樣火爆。上市公司紛紛布局鈣鈦礦，已經布局或正在布局鈣鈦礦的上市公司包括寧德時代、隆基綠能、天合光能、邁為股份、金風科技、捷佳偉創、龍佰集團、中節能太陽能、帝爾雷射、東方日升、奧聯電子等。
鈣鈦礦為什麼這麼火
工信部網站1月17日消息，工信部、教育部、科技部、人民銀行、銀保監會、國家能源局六部門聯合發布《關於推動能源電子產業發展的指導意見》，明確提出加快智能光伏創新突破，發展高純矽料、大尺寸矽片技術，支持高效低成本晶矽電池生產，推動N型高效電池、柔性薄膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用，提升規模化量產能力。
「作為第三代太陽能電池的代表，鈣鈦礦蘊藏著結構性的市場機會，五年之內有望成為現在晶矽太陽能電池的顛覆者，這個賽道上有望跑出多家千億市值的公司，是典型的投資人喜歡的賽道，大家都想投出下一個隆基股份。」一位一線風險投資機構的合伙人介紹。
在最近的半個多世紀裡，太陽能電池技術發展大致經歷了三個階段。第一代太陽能電池主要指單晶矽和多晶矽太陽能電池；第二代太陽能電池主要包括非晶矽薄膜電池和多晶矽薄膜電池；第三代太陽能電池主要指具有高轉換效率的一些新概念電池,如鈣鈦礦電池、染料敏化電池、量子點電池以及有機太陽能電池等。
其中，鈣鈦礦電池最受人關注。需要解釋的是，鈣鈦礦（Perovskite）材料是以俄羅斯礦物學家列維·佩羅夫斯基（LevPerovski）的名字命名的。最早被發現的鈣鈦礦材料是鈣與鈦的複合氧化物。
後來，鈣鈦礦的概念有了很大的延展，它已經不特指鈣鈦複合氧化物，而用來泛指一系列具有ABX3化學式的化合物，在這裡A可以是甲氨基等有機分子基團，B可以是鉛原子（也可以是錫原子），X則一般含有鹵素原子。
目前主流的太陽能電池仍為晶矽電池，P型PERC（發射極鈍化和背面接觸）光伏電池技術在2021年市場占有率高達91.2%，而其規模化發電效率為23.1%，已接近24.5%左右的極限值，效率提升空間有限。
被市場寄予厚望的N型電池同樣面臨P型PERC的挑戰。轉換效率比P型更高的N型電池——主要包括TOPCon（TunnelOxidePassivatedContact，隧穿氧化層鈍化接觸）和HJT（HeterojunctionTechnology，異質結）電池，這兩款走向量產的電池實際平均轉換效率分別為24%、24.2%，理論發電效率分別達到28.7%、27.5%。
雖然N型電池比P型PERC效率提升空間略大，但幾年之內同樣會面臨效率達到極限的問題。
相比第一代電池，鈣鈦礦電池的光電轉換效率的天花板更高，效率提升速度也更快。鈣鈦礦電池的理論轉換效率達到30%以上，其中單層鈣鈦礦、晶矽疊層鈣鈦礦（在普通晶矽電池上塗一層鈣鈦礦薄膜）理論效率分別可達33%、43%。
2009年，日本橫濱大學教授AkihiroKojima首次將甲胺鉛碘和甲胺三溴鉛酸鹽製備成吸光層用於染料敏化太陽能電池，得到3.8%的效率，後來由於液態電解質導致鈣鈦礦材料很快分解，從而使電池效率很快衰減。但到2022年，鈣鈦礦單結和疊層的實驗室最高效率已經分別提升至25%、31%以上。要知道，晶矽太陽能電池走完同樣的效率提升過程，歷時近半個世紀。
據中國光伏行業協會專家介紹，除了光電轉化效率天花板更高外，鈣鈦礦還具備兩大優勢。
其一是成本低。鈣鈦礦電池原材料豐富，不受稀有金屬元素的儲量限制，光吸收係數高，1微米的厚度即可吸收超過90%的太陽光，原材料成本是傳統晶矽的1/20。
其二是易製備。鈣鈦礦組件製備僅需單一工廠，生產耗時短、能耗低，生產成本僅為晶矽的50%，徹底顛覆了晶矽冗長、複雜的生產工藝。
鈣鈦礦量產的成本價格優勢已得到業界公認。中金資本預測，鈣鈦礦組件的垂直一體化成本極限為：在百兆瓦生產線下，生產成本有望降至1.1元/瓦左右（基於16%的轉換效率）；遠期生產成本有望降至0.68元/瓦左右（基於25%的轉換效率），遠低於晶矽組件0.94元/瓦的垂直一體化極限成本。
2023年是商業化元年
正因為鈣鈦礦技術的先進性，我國才在碳中和政策體系中大力支持其發展。
2022年4月發布的《「十四五」能源領域科技創新規劃》指出，要開展高效鈣鈦礦電池製備與產業化生產技術的示範試驗：研製基於溶液法與物理法的鈣鈦礦電池量產工藝製程設備，開發高可靠性組件級聯與封裝技術，研發大面積、高效率、高穩定性、環境友好型的鈣鈦礦電池。開展晶體矽/鈣鈦礦、鈣鈦礦/鈣鈦礦等高效疊層電池製備及產業化生產技術研究。2022年9月發布的《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》提出，研發高效矽基光伏電池、高效穩定鈣鈦礦電池等技術。2022年8月發布的《關於推動能源電子產業發展的指導意見（徵求意見稿）》中也提出，加快智能光伏創新突破，支持鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用，提升規模化量產能力。
儘管鈣鈦礦電池技術在過去十多年裡進步很快，但目前仍處於中試驗證階段，主要面臨大面積製備難、穩定性差、壽命短等挑戰。
據中國光伏行業協會數據，目前小規模試驗線量產的玻璃基鈣鈦礦組件，實際量產的大尺寸組件的最高轉換效率僅為17%，與我們日常新聞看到的小尺寸組件世界紀錄相差很遠。
前述一線風險投資機構合伙人介紹，鈣鈦礦行業始終卡在大面積製備即百兆瓦量產這一道坎上，目前全球尚無一家企業實現18%以上效率的百兆瓦穩態量產。因為隨著鈣鈦礦組件面積的擴大，其光電轉化效率會下降。
根據中金資本的研究，鈣鈦礦組件實驗室效率紀錄與測試面積、壽命都成反比。鈣鈦礦在0.1平方厘米的測試面積下創造了25.7%的實驗室效率紀錄，隨著測試面積提升至20平方厘米以上，實驗室認證效率下降至22%以下；隨著測試面積進一步提升至和傳統晶矽組件相同的平方米級別，實驗室效率再次下降至15%左右。同時，受材料體系制約，轉換效率大於20%的材料體系電池壽命較短（小於1000小時），效率低於18%的材料體系電池壽命更長（大於10000小時）。
2022年7月28日，成立於2015年的杭州纖納光電科技有限公司在浙江衢州舉行了首批α組件的發貨儀式，此次發貨數量為5000片，用於省內工商業分布式鈣鈦礦電站。但他們並未公布其測試面積和光電轉換效率。
2010年成立的協鑫光電則在中試量產上略顯保守。2021年9月，協鑫光電建成全球首條100兆瓦鈣鈦礦組件量產線，組件尺寸為1米×2米。目前該產線處於工藝開發和設備改造階段，下線組件效率已實現穩步提升。協鑫光電創始人范斌表示，2023年9月這條產線實現滿負荷運轉，鈣鈦礦的轉換效率能達到18%以上，良品率達到95%以上。
2022年12月8日，2017年成立的無錫極電光能科技有限公司宣布150兆瓦鈣鈦礦組件生產線正式投產運行，這是目前全球最大的已投產鈣鈦礦光伏生產線，同時具備光伏建築一體化產品和標準組件的生產能力，達產後年產值可達3億元。該公司聯合創始人邵君介紹，極電光能將在2023年上半年開工建設首條1吉瓦線，預計2024年投產。後續生產線的建設會加快，預計2026年年底達到10吉瓦產能。
在這些創業公司之外，上市公司寧德時代也在解決中試難題。2022年5月，寧德時代董事長曾毓群在業績說明會上表示，該公司鈣鈦礦電池研究進展順利，正在搭建中試線。
除了大面積製備，鈣鈦礦組件還面臨著穩定性差、壽命短的難題，遠未達到晶矽組件20年壽命的階段。
根據中金資本的研究，一方面，鈣鈦礦材料本身具有物理不穩定性，離子鍵相比晶矽共價鍵更易分解和發生離子遷移；另一方面，鈣鈦礦材料和空穴傳輸層材料具有化學不穩定性，對水汽、光、熱等環境條件較為敏感（如遇水容易分解，遇200攝氏度以上高溫會分解），由此會造成鈣鈦礦組件發電效率隨運行時間增加而下降，極端情形下易導致組件損壞。
磐谷創投投資總監張弛表示：「2023年有望成為鈣鈦礦商業化的元年，因為繼纖納光電之後，協鑫光電和極電光能都有望在2023年實現百兆瓦及以上組件的規模化量產，業內期待他們能解決大面積製備、穩定性、壽命等方面的問題，但壽命問題很難一蹴而就，需要逐步提高。」