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2026年5月5日,《日经亚洲》的一则专项报道,在全球新能源领域掀起不小波澜。/ Y# x, k: b+ P! @6 d, ]* ]
科睿唯安日本分公司开展的专项研究显示,截至2025年12月,中国钙钛矿太阳能电池相关专利申请总量,首次超越长期占据榜首的日本,登顶全球第一。
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5 i7 b6 X% L/ w5 K# {( B* R这一转变并非偶然,而是中国企业多年深耕技术、持续布局的必然结果,也悄然改写了全球钙钛矿技术的竞争格局。5 z' v) o% J [0 o
“专利的领先,从来都是技术实力的直接体现,中国这次的突破,藏着太多不为人知的深耕”。
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钙钛矿太阳能电池,作为被全球公认的下一代新能源核心技术,是依靠钙钛矿结构化合物进行光电转换的新型光伏电池。
, E; P3 Z* P; h9 M# w* \它不像传统硅基电池那样依赖高纯度硅料,核心原料仅为铅和碘,且吸光层厚度仅需300-500nm,用量极少。9 G' {* k5 e# K; a7 D7 @9 a
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9 H) P2 `, p! B. {1 g( ^2 u' o这种特殊的特性,让它具备了成本低、加工灵活、光电转换效率高的优势,其单结小面积(1cm²)电池实验室效率已达27.2%(最高 27.32%),叠层电池效率更是突破34.6%(最高 34.85%)。
$ u; m' b4 _4 C: v2 O! G理论极限可达43%,远超传统晶硅电池,既能制备在玻璃基板上用于传统光伏场景,也能附着在柔性薄膜上,适配可穿戴设备、车载光伏等多元化场景。
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2 W4 m$ m2 l4 n0 ^提及钙钛矿技术的起步,日本曾是毫无争议的领跑者。
' V* u& D/ `" D) c; I) ~2009年,日本科学家首次将有机金属卤化物钙钛矿材料应用于太阳能电池,彼时转换效率仅为3.8%,却开启了全球钙钛矿技术的研发热潮。! k3 }; i) W% Z \$ [+ A6 W
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此后十多年里,日本凭借先发优势,在专利布局上一路领跑,2015至2022年间,始终占据全球钙钛矿专利申请量的榜首,松下控股、东芝等企业更是凭借技术积累,长期垄断全球高端钙钛矿研发市场。% v$ A# F, s0 c" c6 h" @
为了巩固优势,日本政府向积水化学提供1570 亿日元(2024-2030 总补贴),支持其钙钛矿薄膜电池量产”。这也是日本近年来对单一新能源技术最大规模的财政支持,试图牢牢掌握技术话语权。
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中国在钙钛矿领域的布局,起步虽晚,却始终保持着稳步推进的节奏。( `0 E/ }1 l% {- E/ w8 j, _3 k$ j
不同于日本早期侧重实验室研发的模式,中国企业从一开始就走了“研发与产业化并行”的路线,“中国企业的优势,在于不盲目追求实验室效率的狂欢,而是把更多精力放在了技术落地和专利布局上”。& W3 J+ I9 k. Q7 H) U' N; v+ P
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科睿唯安的研究数据显示,中国早在2020年前后,就已在年度专利申请量上完成对日本的反超,只是彼时累计专利总量仍略逊一筹,而截至2025年12月,这一差距被彻底打破。* W0 {: ?; |' ?# @
此次统计以2023年前提交、2025年12月仍有效的专利为核心口径,覆盖全球两个及以上国家提交且已公开的专利申请,最终数据显示,全球已公开的钙钛矿太阳能电池相关专利申请约2000件,中国以绝对优势位居第一,日本退居次席。
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U5 F6 H1 F5 b6 d, [. S2 k7 O从企业层面来看,竞争格局的“中国领跑”态势更为明显,研究通过参考竞争对手专利引用频次对企业专利价值综合评分。, Q; x9 b }) a4 G' ~
2025年,中国电池巨头宁德时代综合评分位列全球第一,而2023年还位居榜首的日本松下控股,下滑至第二位,东芝则从第三名跌至第五名,曾经的技术优势正在逐步弱化。4 u7 c/ ^" |& N) m( |. @) Z$ V* J
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# E# @& W# U/ f2 n专利的领先,背后是技术研发的持续投入和产业化的快速落地。
9 I/ S. F5 j3 i0 q* \在中国,极电光能于2025年2月正式投产全球首条GW级钙钛矿光伏组件生产线,这条位于无锡的生产线,达产后每年可产出约180万片钙钛矿光伏组件。# a1 I |; Z: \% M6 t
首片2.8平方米组件下线即实现功率450W,创下全球同尺寸组件功率最高纪录。而协鑫光电 2021 年在江苏苏州建成 100MW 钙钛矿组件产线,2022 年稳定量产。, |! [5 ?& R4 ~
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对比中日两国企业的布局,能清晰看到不同的发展路径。8 v; X& q" @; t3 v4 H! ^
中国企业优先布局玻璃基钙钛矿电池,这类电池更易实现规模化量产,适配地面电站、建筑光伏一体化等主流场景。9 b5 E5 d0 \ i1 s- O/ x
同时也没有局限于单一技术路线,在深耕玻璃基技术的同时,积极布局钙钛矿薄膜电池研发,攻关叠层电池技术,将钙钛矿层叠加在传统硅基电池表层,大幅提升发电效率。
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' n2 O- A( Z1 E- J而日本企业则将研发重心偏向钙钛矿薄膜电池,目前仅有积水化学旗下的积水太阳能薄膜,实现了薄膜钙钛矿电池的量产销售。
* A& [& a* P/ N( N6 \计划2027财年建成年产100兆瓦的量产工厂,商业化进程明显滞后于中国。
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“中国专利反超日本,本质上是产业化优势带动研发创新的结果”。2 b2 g2 { a( W1 J7 n; b5 U e
不同于日本企业过于依赖实验室研发、忽视商业化落地的短板,中国企业形成了“研发-专利-量产”的良性循环。5 y/ V# S+ F) P% w2 N Z( o* u% \' j
“超 30 家中国企业布局钙钛矿,已投产 3 条 GW 级、10 余条百兆瓦级产线,在建及规划约 20 条”。这种规模化优势,反过来推动了专利技术的不断迭代,让中国在钙钛矿领域的专利布局更具实用性和前瞻性。' C6 M1 J5 V2 L
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值得客观看待的是,当前钙钛矿技术仍面临不少行业瓶颈。长期稳定性仍是亟待突破的核心难题,电池在水、氧、光、热长期环境侵蚀下,性能衰减问题尚未得到彻底解决。" f- o: r% u C
此外,大面积制备过程中的薄膜均匀性把控、行业专用测试标准缺失等痛点,也在一定程度上制约着行业规模化高速发展。
8 i: ]1 r5 V) V1 N. E, _但不可否认,中国钙钛矿专利申请量首次超越日本,不仅是硬实力的直观体现,更是中国在全球新能源赛道上,从跟跑、并跑到全面领跑的标志性转折。8 B t, C* J4 z6 d! w3 v
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在全球能源结构向清洁低碳转型的当下,钙钛矿作为颠覆性技术,是抢占全球新能源技术制高点的关键。, Q& c, s1 f8 x7 A
中国专利申请量的领先,不仅为自身技术产业化奠定了基础,也为全球钙钛矿技术的发展提供了更多可能。: a4 L2 ?; [1 M, b
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未来,随着技术的不断突破和产业化的持续推进,钙钛矿电池有望逐步替代传统硅基电池,改变全球光伏产业格局。/ V4 k$ i1 R$ f! |3 F
而中国在这一领域的深耕与突破,也将为全球能源转型注入更多动力,让清洁电能走进更多场景,成为推动全球可持续发展的重要力量。, _$ C0 n- A8 R5 w$ _* ]2 T, k' w7 \
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