国联证券:钙钛新型光伏电池,吹响产业化号角VIP专享VIP免费

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电力设备
钙钛矿行业深度:新型光伏电池,吹响产业化号角
钙钛矿凭借极高转换效率及降本潜力,成为下一代光伏电池技术重要方向。
有望接替晶硅电池,成为未来电池技术明珠
钙钛矿电池转换效率提升迅速,从2009年被发明以来12年内转换效率
3.8%提升25.7%而晶硅电池从5%发展至最近26.81%用了60余年,
且接近理论极限转换效率29.4%反观单结钙钛矿理论极限效率可达33%
叠层电池有望突破50%,前景广阔。同时钙钛矿晶体依附于玻璃,大型化
具备进步空间,钙钛矿有望继TOPConHJT成为未来主流的技术路线
多重优势不断提升竞争力
钙钛矿电池在材料用量、工艺温度、制备难易程度、环保、初始投资额、
产成本等多方面具备优势。其温度系数仅-0.001%/℃,相比晶硅具备更
高的实际发电功率;其生产全过程可控制45min之内单平耗量仅为0.5g
钙钛矿组件投资额约为5亿元/GW,比 传统晶硅硅料、硅片、电池和组件
大环节共11亿元/GW的投资额大幅节省。钙钛矿能量回收时间0.35和温
室气体排放因子10.7g CO2-eq/kWh分别为硅基电池的23%43%多项
优势加持,加上可广泛用于BIPV和移动能源,使得钙钛矿竞争力不断提升。
降本增效持续取得突破
在现有晶硅IEC61215测试标准下,钙钛矿测试结果已可达到晶硅水平。
CPIA预测2023年平米级钙钛矿有望实17-19%转换效率2030年有
望提升至25%。百兆瓦级产线阶段成本可以控制在1.0-1.5/WGW级产
线有望降至0.8/W10GW级产线有望降至0.6/W。产业化不断取得突
破,降本增效成效显著,钙钛矿未来可期
钙钛矿产业链上游有望长期受益
1)设备:钙钛矿三大核心设备分别为镀膜、激光和涂布结晶设备
2)靶材:可用于钙钛矿及叠层电池的TCO层、空穴传输层、电子传输层。
3TCO玻璃:当前我国拥有超薄超白浮法玻璃供应主要集中在信义福莱
特、金晶、台玻、南玻、艾杰旭等几家头部玻璃企业。我们认为上述企业在
未来钙钛矿领域TCO璃应用上具备一定的成本和技术优势。TCO玻璃
成本占钙钛矿电池总成本的33.7%。国内TCO玻璃有望在钙钛矿时代超
NSGAGC等海外龙头企业。
投资建议
我们认为钙钛矿产业链投资机会主要在设备(涂布、激光、镀膜)、电池
组件制造、材料三大领域,景气度有望按照设备、制造、材料路径传导。
设备领域:建议关注大族激光、帝尔激光、德龙激光、杰普特、京山轻机、
捷佳伟创、奥来德、科恒股份。
制造领域:重点推荐宝馨科技,议关注隆基绿能、威股份、萧钢构。
材料领域:重点推荐国内TCO玻璃龙头金晶科技和耀皮玻璃、国内靶材龙
头隆华科技和阿石创。
风险提示:钙钛矿技术发展不及预期、钙钛矿技术路线风险、TCO 玻璃成本
维持高位
重点推荐标的
简称
EPS
PE
评级
2023E
2024E
2025E
2023E
2024E
2025E
金晶科技
0.42
0.55
0.69
18.7
14.4
11.5
买入
耀皮玻璃
0.06
0.13
0.18
82.1
40.3
29.8
买入
宝馨科技
0.09
0.37
0.86
95.2
24.7
10.4
买入
隆华科技
0.40
0.63
0.83
20.0
12.5
9.6
买入
阿石创
0.21
0.52
0.84
117.2
47.4
29.1
买入
数据来源:公司公告,iFinD,国联证券研究所预测,股价取 2023 07 31 收盘价
证券研究报告
2023 08 01
投资建议:
强于大市(维持)
上次建议:
强于大市
相对大盘走势
作者
分析师:贺朝晖
执业证书编号:S0590521100002
邮箱:hezh@glsc.com.cn
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有望迎加速建设 2023.07.30
2《电力设备:风光装机跟踪:6月同环比高增,
下半年有望维持高景气》2023.07.25
-40%
-23%
-7%
10%
2022/8 2022/11 2023/3 2023/7
电力设备
沪深300
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行业报告│行业深度研究
投资聚焦
我们认为钙钛矿产业化曙光初现,设备(涂布、激光、镀膜、电池组件制造
材料三大领域具备较好的投资机会,景气度有望按照设备、制造、材料路径传导。
核心逻辑
晶硅电池从 5%左右发展至最近的 26.81%用了 60 余年,且接近理论极限转换效
29.4%反观单结钙钛矿电池理论极限效率可达 33%层电池转换效率有望突破
50%大面积钙钛矿电池转换效率有望在 2023 年底达到 18%硅基钙钛矿串联叠层电
池两年内三次刷新纪录至 32.5%钙钛矿电池有望继 TOPConHJT 成为未来主流的光
伏电池。
不同于市场的观点
市场目前普遍认为钙钛矿距离产业化仍有一段距离,疑虑尤其集中于大型化
率的进一步提升稳定性及寿命、生产良率、叠层电池的验证。但我们认为随着晶
电池接近效率天花板,光伏行业需要新的技术接力发展而钙钛矿电池在材料用量、
工艺温度、制备难易程度环保、初始投资额、生产成本等多方面具备优势,且已有
100MW 产线验证,是目前最佳的选择之一。
投资看点
1)设备:钙钛矿三大核心设备分别为镀膜、激光和涂布结晶设备,钙钛矿设备
厂商有望受益于中试线、GW 级产线建设。我们建议关注大族激光、帝尔激光、德龙
激光、杰普特、京山轻机、捷佳伟创、奥来德、科恒股份
2)靶材:可用于钙钛矿及叠层电池的 TCO 层、空穴传输层、电子传输层,靶材
厂商有望受益于产能规模化释放。我们重点推荐国内靶材龙头隆华科技和阿石创。
3TCO 玻璃:当前我国拥有超薄超白浮法玻璃供应主要集中在信义、福莱特、
金晶、台玻、南玻、艾杰旭等几家头部玻璃企业。我们认为上述企业在未来钙钛矿领
域的 TCO 玻璃应用上具备一定的成本和技术优势。TCO 玻璃成本占钙钛矿电池总成本
33.7%。国内 TCO 玻璃有望在钙钛矿时代超越 NSGAGC 等海外龙头企业。我们重
点推荐国内 TCO 玻璃龙头金晶科技和耀皮玻璃
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行业报告│行业深度研究
正文目录
1. 钙钛矿电池前景广阔 ................................................ 5
1.1 晶硅电池逐步接近效率天花板 .................................. 5
1.2 钙钛矿挑起薄膜电池大梁 ...................................... 7
1.3 钙钛矿有望成为晶硅之后的主流电池 ............................ 9
1.4 大型化和叠层是主流趋势 ..................................... 10
2. 多项优势助钙钛矿产业化加速 ....................................... 17
2.1 材料结构原理简 ........................................... 17
2.2 天然具备多重优 ........................................... 19
2.3 稳定性稳步验证 ............................................. 23
2.4 量产制备工艺简 ........................................... 25
3. TCO 玻璃有望迎来钙钛矿领域新应用 ................................. 30
3.1 FTO 玻璃有望成为主流钙钛矿电极玻璃 .......................... 30
3.2 TCO 玻璃占据钙钛矿组件主要成本 .............................. 35
3.3 国内 TCO 玻璃企业有望后来居上 ............................... 36
4. 相关标的及投资建议 ............................................... 40
4.1 金晶科技:TCO 玻璃先驱者 .................................... 40
4.2 耀皮玻璃:TCO 玻璃有望开启新成长曲线 ........................ 43
4.3 宝馨科技:叠层电池研发支撑长期增长.......................... 46
5. 风险提示 ........................................................ 49
图表目录
图表 1 太阳光谱和晶硅电池可吸收的部分 ............................... 5
图表 2 我国晶硅电池量产效率变化情况 ................................. 6
图表 3 N 型电池结构图 ............................................... 7
图表 4 2012-2021 年全球薄膜太阳电池组件产量 .......................... 8
图表 5 2010-2021 年薄膜电池所占市场份额 .............................. 8
图表 6 2021 年全球主要薄膜电池企业产能(MW ......................... 9
图表 7 2021 年全球各类薄膜电池市场份额 ............................... 9
图表 8 钙钛矿电池发展迅速 ........................................... 9
图表 9 钙钛矿电池发展历程 .......................................... 10
图表 10 协鑫光电大面积钙钛矿组件 ................................... 10
图表 11 钙钛矿电池转换效率变化趋势 ................................. 11
图表 12 钙钛矿电池成本及效率趋势 ................................... 11
图表 13 钙钛矿大型化示意图 ......................................... 12
图表 14 OLED 不同代产线的单位成本情况 ............................... 12
图表 15 钙钛矿电池主要技术路线 ..................................... 12
图表 16 钙钛矿晶硅叠层电池原理图 ................................... 13
图表 17 叠层电池理论效率 ........................................... 14
图表 18 叠层电池结构图 ............................................. 15
图表 19 叠层异质结电池材料、设备需求 ............................... 15
图表 20 晶硅/钙钛矿两端叠层电池研究进展 ............................ 15
图表 21 异质结/钙钛矿两端叠层电池技术路线 .......................... 16
图表 22 国内钙钛矿企业进展 ......................................... 17
图表 23 钙钛矿晶体结构 ............................................. 18
图表 24 钙钛矿发电原理示意图 ....................................... 19
图表 25 钙钛矿相对于晶硅电池的优势 ................................. 20
图表 26 不同技术路线对比 ........................................... 20
图表 27 钙钛矿电池组件生产流程少 ................................... 20
图表 28 不同电池的一次能源消耗(MJ/m2 ............................. 21
1行业报告│行业深度研究请务必阅读报告末页的重要声明电力设备钙钛矿行业深度:新型光伏电池,吹响产业化号角钙钛矿凭借极高转换效率及降本潜力,成为下一代光伏电池技术重要方向。➢有望接替晶硅电池,成为未来电池技术明珠钙钛矿电池转换效率提升迅速,从2009年被发明以来,在12年内转换效率从3.8%提升至25.7%。而晶硅电池从5%发展至最近26.81%,用了60余年,且接近理论极限转换效率29.4%,反观单结钙钛矿理论极限效率可达33%,叠层电池有望突破50%,前景广阔。同时钙钛矿晶体依附于玻璃,大型化具备进步空间,钙钛矿有望继TOPCon、HJT成为未来主流的技术路线。➢多重优势不断提升竞争力钙钛矿电池在材料用量、工艺温度、制备难易程度、环保、初始投资额、生产成本等多方面具备优势。其温度系数仅为-0.001%/℃,相比晶硅具备更高的实际发电功率;其生产全过程可控制在45min之内,单平耗量仅为0.5g;钙钛矿组件投资额约为5亿元/GW,比传统晶硅硅料、硅片、电池和组件四大环节共11亿元/GW的投资额大幅节省。钙钛矿能量回收时间0.35年和温室气体排放因子10.7gCO2-eq/kWh,分别为硅基电池的23%和43%。多项优势加持,加上可广泛用于BIPV和移动能源,使得钙钛矿竞争力不断提升。➢降本增效持续取得突破在现有晶硅IEC61215测试标准下,钙钛矿测试结果已可达到晶硅水平。根据CPIA预测,2023年平米级钙钛矿有望实现17-19%转换效率,2030年有望提升至25%。百兆瓦级产线阶段成本可以控制在1.0-1.5元/W,GW级产线有望降至0.8元/W;10GW级产线有望降至0.6元/W。产业化不断取得突破,降本增效成效显著,钙钛矿未来可期。➢钙钛矿产业链上游有望长期受益1)设备:钙钛矿三大核心设备分别为镀膜、激光和涂布结晶设备。2)靶材:可用于钙钛矿及叠层电池的TCO层、空穴传输层、电子传输层。3)TCO玻璃:当前我国拥有超薄超白浮法玻璃供应主要集中在信义、福莱特、金晶、台玻、南玻、艾杰旭等几家头部玻璃企业。我们认为上述企业在未来钙钛矿领域的TCO玻璃应用上具备一定的成本和技术优势。TCO玻璃成本占钙钛矿电池总成本的33.7%。国内TCO玻璃有望在钙钛矿时代超越NSG、AGC等海外龙头企业。➢投资建议我们认为钙钛矿产业链投资机会主要在设备(涂布、激光、镀膜)、电池组件制造、材料三大领域,景气度有望按照设备、制造、材料路径传导。设备领域:建议关注大族激光、帝尔激光、德龙激光、杰普特、京山轻机、捷佳伟创、奥来德、科恒股份。制造领域:重点推荐宝馨科技,建议关注隆基绿能、通威股份、杭萧钢构。材料领域:重点推荐国内TCO玻璃龙头金晶科技和耀皮玻璃、国内靶材龙头隆华科技和阿石创。风险提示:钙钛矿技术发展不及预期、钙钛矿技术路线风险、TCO玻璃成本维持高位重点推荐标的简称EPSPECAGR-3评级2023E2024E2025E2023E2024E2025E金晶科技0.420.550.6918.714.411.540.5%买入耀皮玻璃0.060.130.1882.140.329.8106.7%买入宝馨科技0.090.370.8695.224.710.4160.8%买入隆华科技0.400.630.8320.012.59.6127.9%买入阿石创0.210.520.84117.247.429.1110.8%买入数据来源:公司公告,iFinD,国联证券研究所预测,股价取2023年07月31日收盘价证券研究报告2023年08月01日投资建议:强于大市(维持)上次建议:强于大市相对大盘走势作者分析师:贺朝晖执业证书编号:S0590521100002邮箱:hezh@glsc.com.cn相关报告1、《电力设备:风电排产环比提升,特高压下半年有望迎加速建设》2023.07.302、《电力设备:风光装机跟踪:6月同环比高增,下半年有望维持高景气》2023.07.25-40%-23%-7%10%2022/82022/112023/32023/7电力设备沪深300请务必阅读报告末页的重要声明2行业报告│行业深度研究投资聚焦我们认为钙钛矿产业化曙光初现,设备(涂布、激光、镀膜)、电池组件制造、材料三大领域具备较好的投资机会,景气度有望按照设备、制造、材料路径传导。核心逻辑晶硅电池从5%左右发展至最近的26.81%用了60余年,且接近理论极限转换效率29.4%。反观单结钙钛矿电池理论极限效率可达33%,叠层电池转换效率有望突破50%。大面积钙钛矿电池转换效率有望在2023年底达到18%,硅基钙钛矿串联叠层电池两年内三次刷新纪录至32.5%,钙钛矿电池有望继TOPCon、HJT成为未来主流的光伏电池。不同于市场的观点市场目前普遍认为钙钛矿距离产业化仍有一段距离,疑虑尤其集中于大型化、效率的进一步提升、稳定性及寿命、生产良率、叠层电池的验证。但我们认为随着晶硅电池接近效率天花板,光伏行业需要新的技术接力发展,而钙钛矿电池在材料用量、工艺温度、制备难易程度、环保、初始投资额、生产成本等多方面具备优势,且已有100MW产线验证,是目前最佳的选择之一。投资看点1)设备:钙钛矿三大核心设备分别为镀膜、激光和涂布结晶设备,钙钛矿设备厂商有望受益于中试线、GW级产线建设。我们建议关注大族激光、帝尔激光、德龙激光、杰普特、京山轻机、捷佳伟创、奥来德、科恒股份。2)靶材:可用于钙钛矿及叠层电池的TCO层、空穴传输层、电子传输层,靶材厂商有望受益于产能规模化释放。我们重点推荐国内靶材龙头隆华科技和阿石创。3)TCO玻璃:当前我国拥有超薄超白浮法玻璃供应主要集中在信义、福莱特、金晶、台玻、南玻、艾杰旭等几家头部玻璃企业。我们认为上述企业在未来钙钛矿领域的TCO玻璃应用上具备一定的成本和技术优势。TCO玻璃成本占钙钛矿电池总成本的33.7%。国内TCO玻璃有望在钙钛矿时代超越NSG、AGC等海外龙头企业。我们重点推荐国内TCO玻璃龙头金晶科技和耀皮玻璃。ZXAZyRrMmPrQoQoNrMrOoP6MbP7NpNnNnPoNkPnNwOkPpPrQ6MmNoQuOrQzRxNrNmP请务必阅读报告末页的重要声明3行业报告│行业深度研究正文目录1.钙钛矿电池前景广阔................................................51.1晶硅电池逐步接近效率天花板..................................51.2钙钛矿挑起薄膜电池大梁......................................71.3钙钛矿有望成为晶硅之后的主流电池............................91.4大型化和叠层是主流趋势.....................................102.多项优势助钙钛矿产业化加速.......................................172.1材料结构原理简单...........................................172.2天然具备多重优势...........................................192.3稳定性稳步验证.............................................232.4量产制备工艺简易...........................................253.TCO玻璃有望迎来钙钛矿领域新应用.................................303.1FTO玻璃有望成为主流钙钛矿电极玻璃..........................303.2TCO玻璃占据钙钛矿组件主要成本..............................353.3国内TCO玻璃企业有望后来居上...............................364.相关标的及投资建议...............................................404.1金晶科技:TCO玻璃先驱者....................................404.2耀皮玻璃:TCO玻璃有望开启新成长曲线........................434.3宝馨科技:叠层电池研发支撑长期增长..........................465.风险提示........................................................49图表目录图表1:太阳光谱和晶硅电池可吸收的部分...............................5图表2:我国晶硅电池量产效率变化情况.................................6图表3:N型电池结构图...............................................7图表4:2012-2021年全球薄膜太阳电池组件产量..........................8图表5:2010-2021年薄膜电池所占市场份额..............................8图表6:2021年全球主要薄膜电池企业产能(MW).........................9图表7:2021年全球各类薄膜电池市场份额...............................9图表8:钙钛矿电池发展迅速...........................................9图表9:钙钛矿电池发展历程..........................................10图表10:协鑫光电大面积钙钛矿组件...................................10图表11:钙钛矿电池转换效率变化趋势.................................11图表12:钙钛矿电池成本及效率趋势...................................11图表13:钙钛矿大型化示意图.........................................12图表14:OLED不同代产线的单位成本情况...............................12图表15:钙钛矿电池主要技术路线.....................................12图表16:钙钛矿晶硅叠层电池原理图...................................13图表17:叠层电池理论效率...........................................14图表18:叠层电池结构图.............................................15图表19:叠层异质结电池材料、设备需求...............................15图表20:晶硅/钙钛矿两端叠层电池研究进展............................15图表21:异质结/钙钛矿两端叠层电池技术路线..........................16图表22:国内钙钛矿企业进展.........................................17图表23:钙钛矿晶体结构.............................................18图表24:钙钛矿发电原理示意图.......................................19图表25:钙钛矿相对于晶硅电池的优势.................................20图表26:不同技术路线对比...........................................20图表27:钙钛矿电池组件生产流程少...................................20图表28:不同电池的一次能源消耗(MJ/m2).............................21请务必阅读报告末页的重要声明4行业报告│行业深度研究图表29:不同电池的碳足迹(kgCO2-eq/m2)............................21图表30:不同类型电池的能量回收时间.................................22图表31:太阳能电池效率记录表.......................................22图表32:钙钛矿电池在水环境下的分解路径.............................24图表33:IEC61215标准中部分稳定性测试项目...........................24图表34:钙钛矿前道工序.............................................25图表35:狭缝涂布原理图.............................................26图表36:钙钛矿层制备技术示意图.....................................26图表37:钙钛矿层的制备方法(1)....................................27图表38:钙钛矿层的制备方法(2)....................................28图表39:钙钛矿电池制造中激光刻蚀示意图.............................28图表40:钙钛矿电池制造工艺中各步激光的作用.........................29图表41:不同成膜方式的特点.........................................29图表42:钙钛矿后道工序.............................................30图表43:常见的TCO材料.............................................31图表44:TCO玻璃主要用途...........................................31图表45:TCO玻璃主要性能要求.......................................32图表46:不同TCO材料的性能比较.....................................32图表47:TCO玻璃主要性能要求.......................................33图表48:化学气相沉积反应原理图.....................................34图表49:在线浮法玻璃镀膜生产线示意图...............................34图表50:FTO玻璃结构图.............................................34图表51:FTO玻璃顶膜工艺流程图......................................34图表52:钙钛矿电池不同层成本(美元/平)............................35图表53:部分钙钛矿电池结构示意图...................................36图表54:钙钛矿电池成本构成.........................................36图表55:不同厂家在线浮法FTO玻璃的电学性能.........................36图表56:2018-2022年我国浮法玻璃生产、进出口及消费情况..............37图表57:我国浮法玻璃下游消费情况...................................37图表58:2018-2023年浮法玻璃价格及库存情况..........................38图表59:我国生产3.2mm及以下浮法玻璃的企业及产能情况................38图表60:钙钛矿企业布局情况.........................................39图表61:2018-2022年公司营收情况....................................41图表62:2018-2022年公司归母净利润情况..............................41图表63:2018-2022年公司盈利能力....................................42图表64:2018-2022年公司费用率情况..................................42图表65:金晶科技盈利预测...........................................42图表66:金晶科技可比公司...........................................43图表67:2018-2022年公司营收情况....................................44图表68:2018-2022年公司归母净利润情况..............................44图表69:2018-2022年公司盈利能力....................................44图表70:2018-2022年公司费用率情况..................................44图表71:耀皮玻璃盈利预测...........................................45图表72:耀皮玻璃可比公司...........................................45图表73:2018-2022年公司营收情况....................................47图表74:2018-2022年公司归母净利润情况..............................47图表75:2018-2022年公司盈利能力....................................48图表76:2018-2022年公司费用率情况..................................48图表77:宝馨科技盈利预测...........................................48图表78:宝馨科技可比公司...........................................49请务必阅读报告末页的重要声明5行业报告│行业深度研究1.钙钛矿电池前景广阔1.1晶硅电池逐步接近效率天花板常用的光伏材料有Si、Ge、CIGS、CdTe、GaAs等,其中硅元素在自然界中资源丰富,可大量用于光伏行业。同时硅由于其禁带宽度为1.12eV,能对300-1200nm的光子有效吸收。叠加CZ、DS、FZ等工艺制备出的单晶硅具备纯度高、晶格完美、位错缺陷少等优点,是理想的光伏电池材料。但由于吸收光谱限制,在AM1.5标准光谱下,单晶电池极限转换效率为29.4%。图表1:太阳光谱和晶硅电池可吸收的部分资料来源:CPIA,国联证券研究所P型电池制作工艺相对简单,成本较低,主要是BSF电池和PERC电池。AL-BSF:铝背场电池是最早应用的单晶电池,成熟阶段为2013-2016年。BSF电池是在晶硅光伏电池PN结制造完成后,通过在硅片的背光面沉积一层铝膜,制备P+层,从而形成铝背场。铝背场有减小表面复合率和增加长波吸收等优点,但铝背场能够反射的长波有限,因此其转换效率有局限性。PERC:通过背面钝化膜取代全铝背场的结构迭代,自2015年起逐步取代BSF电池,并于2019年超越BSF成为光伏主流电池。PERC电池全称为发射极及背面钝化电池技术,其与BSF电池在结构上差异不大,最大的区别在于PERC电池用背面钝化膜(Al203/SiNx)取代了传统的全铝背场,增强了长波的内背反射,降低了背面的复合速率,从而使电池的效率提升;并且采用激光SE对其背面局部开孔进行电极的制备,可大幅降低电池背面的复合电流密度。同时PERC电池具备双面发电结请务必阅读报告末页的重要声明6行业报告│行业深度研究构难度低、成本低等优势,LCOE指标上优于BSF电池。PERC电池理论转换效率极限为24.5%,目前已经接近极限,并且未能彻底解决以P型硅片为基底的电池所产生的光衰现象。N型电池应运而生。N型电池制作工艺相对复杂,成本较高,主要包含TOPCon电池和HJT电池。N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长等优点。图表2:我国晶硅电池量产效率变化情况资料来源:CPIA,国联证券研究所TOPCon:理论效率达28.7%,2022至23年TOPCon产能迅速增加,有望成为继PERC电池之后的新主流高效电池。TOPCon全称隧穿氧化层钝化接触,其核心是其背面由一层超薄氧化硅与一层磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜组成,二者共同形成钝化接触结构。超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合,超薄氧化硅和重掺杂硅薄膜良好的钝化效果使得硅片表面能带产生弯曲,从而形成场钝化效果,使电池转化效率提升。HJT:理论效率达28.5%,目前产能规划较大,有望同TOPCon电池一起替代传统PERC电池,占据一席之地。HJT全称非本征晶硅异质结,其结构对称,制备流程短,双面率、温度系数、碳足迹等均优于TOPCon。HJT电池降本路径清晰,存在银包铜、电镀铜、薄硅片、网版、低铟靶材、薄硅片、210尺寸半片、SMBB等降本增效技术,单线产能已经升至600-1000MW,未来同时低温工艺完美适配钙钛矿叠层工艺,发展天花板有望进一步提升。20.2%23.2%24.5%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%20082010201220142016201820202022单晶电池PERC单晶电池TOPCon请务必阅读报告末页的重要声明7行业报告│行业深度研究图表3:N型电池结构图资料来源:CPIA,国联证券研究所1.2钙钛矿挑起薄膜电池大梁薄膜电池是晶硅电池之外,光伏电池技术的另一个重要分支,具有很高的转换效率潜力。薄膜电池是指在玻璃或柔性基底上沉积若干层,构成PN结或PIN结的半导体光伏器件。其核心是吸收层材料,目前主要包括硅基薄膜、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)、钙铁矿电池及有机薄膜电池等,以及各类薄膜-薄膜、薄膜-晶硅叠层电池。薄膜电池总体上具备材料消耗少、生产时间短、制备能耗低、制造环节少、适配柔性组件、弱光效应好、重量轻等特点。CdTe目前是主流薄膜电池。2021年全球薄膜太阳电池的产能10.7GW,产量约为8.28GW,同比增长27.7%,主要是受FirstSolar产量增长的拉动。其中CdTe电池产量约为8.03GW,其中国外7.9GW,国内130MW,在薄膜太阳电池中占比为97%;CIGS电池的产量约为245MW,其中国外210MW,国内35MW,占比为3%。2021年全球薄膜电池市场占有率仅为3.8%,同比下降0.2pct,其增速不及晶硅组件。薄膜太阳电池虽然受晶硅电池产业快速发展的挤压而被推向边缘化,但在光伏建筑一体化(BIPV)、可穿戴设备、移动能源领域具备特定优势,同时生产过程低碳足迹,因此薄膜电池未来仍有较好的发展应用前景。请务必阅读报告末页的重要声明8行业报告│行业深度研究图表4:2012-2021年全球薄膜太阳电池组件产量图表5:2010-2021年薄膜电池所占市场份额资料来源:CPIA,国联证券研究所资料来源:CPIA,国联证券研究所1)硅基薄膜电池:产品性能和生产成本上相较晶硅电池无明显优势,并且技术提升空间有限,企业相继停产、减产,逐步退出主流市场。2)CIGS、CdTe电池:理论效率均超过33%,目前实验室最高转换效率分别达到23.35%、22.1%,量产组件平均转换效率也均达到或超过16%、18%。目前铜铟镓硒(CIGS)电池最高可以达到23.35%的转换效率,然而其是在超高真空(10-9Torr)和约350℃的高温下制造。由于PET和PEN等成本较低材料在此环境利用受限,因此CIGS制造成本较高且无法大规模量产。不仅如此,In、Ga和Se等原材料昂贵且地球储量不丰富,这限制了CIGS大规模应用的可能性。CdTe电池则在特定的BIPV场景具备较好的应用,目前美国的FirstSolar相对领先。3)GaAs电池:具有高效率、耐高温、抗辐射、弱光性能好、轻质柔性等特点,但制造成本高,主要应用于空间飞行器等特殊用途,在MW级量产化方面还需要时间发展。4)有机薄膜电池:制备工艺相对简单,受转换效率较低的影响,近些年发展缓慢,效率提升有限。5)钙钛矿电池:具备高转换效率,单结理论效率可达33%,组件量产效率在2023年底有望达18%。还兼具原材料丰富、低成本、技术工艺相对简单、制造过程低碳环保、环节少、设备投资额低等优势,可应用于工商业屋顶、BIPV、大型地面电站、航天、户外应用、智慧交通等领域。27993192388843424886369136616142647582750100020003000400050006000700080009000产量(MW)13.58%11.59%9.33%8.93%7.95%6.75%6.24%3.48%3.19%4.38%3.99%3.80%0%2%4%6%8%10%12%14%16%请务必阅读报告末页的重要声明9行业报告│行业深度研究图表6:2021年全球主要薄膜电池企业产能(MW)图表7:2021年全球各类薄膜电池市场份额序号企业所在地产能类别1FirstSolar美国8400CdTe2杭州龙焱中国120CdTe3中山瑞科中国100CdTe4成都中建材中国100CdTe5SolarFrontier日本1040CIS6汉能中国600CIGS7锦江集团中国150CIGS8凯盛科技中国100CIGS9尚越光电中国50CIGS10南京圣晖莱中国10CIGS资料来源:CPIA,国联证券研究所资料来源:CPIA,国联证券研究所1.3钙钛矿有望成为晶硅之后的主流电池钙钛矿电池转换效率提升迅速。2009年,首个钙钛矿太阳能电池被发明,而转换效率仅为3.8%。但经历各国实验室重视研发14年后,其效率就被提升至26%。而晶硅电池转换效率从5%左右发展至26.81%用了60余年,理论极限转换效率为29.4%,目前晶硅电池已逐步接近转换效率的天花板,反观钙钛矿电池仍具备较大的发展潜力,如单结、双叠层、三叠层、四叠层理论最高转换效率分别达32.5%、44.3%、50.1%、54.0%。图表8:钙钛矿电池发展迅速资料来源:NREL,国联证券研究所CdTe,97%CIGS,3%CdTeCIGS请务必阅读报告末页的重要声明10行业报告│行业深度研究图表9:钙钛矿电池发展历程资料来源:极电光能,国联证券研究所协鑫光电新建的1m×2m尺寸钙钛矿组件作为全球首条100MW量产线已进入中试,目前组件转化效率近16%,预计2023年底组件转换效率可达18%。图表10:协鑫光电大面积钙钛矿组件资料来源:协鑫光电,国联证券研究所1.4大型化和叠层是主流趋势目前行业内钙钛矿电池生产大多处于小规模试验阶段,三条100MW及以上中试线已经建成,并先后投入运营,首批量产组件已经开始分布式应用实践。2022年小电池片实验室最高转换效率为25.6%,玻璃基小组件最高转换效率为22.4%(26.02cm2)。处于小规模试验线量产阶段的玻璃基组件中试最高转换效率达到18.2%。请务必阅读报告末页的重要声明11行业报告│行业深度研究图表11:钙钛矿电池转换效率变化趋势钙钛矿电池最高转换效率(%)面积(cm2)20222023E2024E2025E2027E2030E小电池片(实验室)S≤125.6%26.1%26.6%27.0%27.8%29.0%玻璃基小组件S<20022.4%22.9%23.4%23.9%24.9%26.4%玻璃基中试组件200≤S<650018.2%20.0%21.0%22.0%23.0%25.0%玻璃基量产组件S>650014.6%16.5%17.5%18.5%20.0%22.5%资料来源:CPIA,国联证券研究所钙钛矿电池组件降本增效持续进行。根据CPIA预测,2023年平米级钙钛矿光伏产品有望实现17-19%的转换效率,预期2030年可能提升至25%。当前百兆瓦级产线阶段成本可以控制在1.0-1.5元/W,2025年后GW级产线有望将成本降至0.8元/W;2028-2030年10GW级产线有望将成本降至0.6元/W。图表12:钙钛矿电池成本及效率趋势资料来源:CPIA,国联证券研究所钙钛矿大型化是降本的必经之路。由于钙钛矿中的涂布和真空溅镀的环节,使其与现有的OLED产业有较大的相似之处。以OLED不同代的生产线为例,6代线相比于2.5代线,不经单屏面积有一定提升,年产能也从原有的3万m2提升至100万m2,同时大面积制备能够摊薄设备折旧、人工、材料等成本,使其成本达到90美元/m2,仅为2.5代线的十分之一。10%12%14%16%18%20%22%24%26%0.20.40.60.811.21.42023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E成本(元/W)效率(%)请务必阅读报告末页的重要声明12行业报告│行业深度研究图表13:钙钛矿大型化示意图图表14:OLED不同代产线的单位成本情况项目G2.5(370×470mm2)G6(1500×1850mm2)美元/m2占比美元/m2占比产能(万m2)3100成本(美元/m2)90090设备折旧42046.7%3033.3%人工30533.9%55.6%其他制造费用707.8%44.4%有机材料303.3%1011.1%基底60.7%66.7%电极202.2%1011.1%光提取层202.2%1011.1%封装101.1%55.6%其他材料202.2%1011.1%资料来源:勤友光电,国联证券研究所资料来源:上海德沪,国联证券研究所两端叠层有望成为未来的主流趋势。叠层电池技术路线丰富多样,主要结构有四种。1)集成一体的两端器件:两个子电池通过复合层连接,容易集成到光伏系统中。2)机械堆叠的四端器件:顶底电池独立制造,不必考虑工艺兼容问题,但需要三个透明导电电极,寄生吸收大且制造成本高,同时需考虑外接两种不同型号的逆变器。3)光学耦合的四端器件:通过二向色镜将穿过顶电池的光反射到底电池,但二向色镜成本极高。(4)串联-并联(S-P)叠层器件:存在电流匹配问题。图表15:钙钛矿电池主要技术路线资料来源:隆基绿能,国联证券研究所叠层电池是突破单结电池效率极限的重要方法。叠层电池通过将宽带隙电池与窄带隙电池串联,能更加合理地利用全光谱范围内的光子,宽带隙+窄带隙叠加可减少带外吸收和热弛豫损失。一般来说,硅电池带隙为1.1eV,非常适合作叠层电池底请务必阅读报告末页的重要声明13行业报告│行业深度研究电池,通过理论计算,再与一种带隙1.7eV的顶电池相结合,可以实现效率超过30%的叠层电池。钙钛矿具有诸多优点,是制造顶电池的优异材料。图表16:钙钛矿晶硅叠层电池原理图资料来源:隆基绿能,国联证券研究所叠层电池结数越多理论转换效率越高,但制造难度越大。从理论上来说,当一个电池的结数越多,其转换效率越高,这是因为可以在更窄的波长段去选取具备更加适合带隙的材料。例如单结、双叠层、三叠层、四叠层理论最高转换效率分别达32.5%、44.3%、50.1%、54.0%。请务必阅读报告末页的重要声明14行业报告│行业深度研究图表17:叠层电池理论效率资料来源:SolarEnergyMaterialsandSolarCells,国联证券研究所钙钛矿电池的ITO层需匹配合适的缓冲层。ITO层的存在会使制备两端结时相对方便,但隧穿连接层不可省略。因为钙钛矿材料直接与ITO接触会产生稳定性的问题,因此钙钛矿异质结叠层仍然需要额外的隧穿连接层,其对提升叠层电池的效率方面也存在较大影响。请务必阅读报告末页的重要声明15行业报告│行业深度研究图表18:叠层电池结构图图表19:叠层异质结电池材料、设备需求工艺厚度材料设备TCO800-1000nmICO、IWO、ITORPDITO、IZOPVD缓冲层15-20nmSnO2RPD/ALD电子传输层1/15nmLiF、MgF、C60、PCBMEvaporationSlot-Diecoating钙钛矿<500nmABX3EvaporationSlot-Diecoating空穴传输层15-20nmNIO、CuOPVDSpiro-TTBCoating穿隧道层15-20nmICO、ITORPD/PVDpnc-SiOx/nnc-SiOxCVD资料来源:《高效钙钛矿太阳电池及其叠层电池研究进展》刘璋、陈新亮等,国联证券研究所资料来源:捷佳伟创,国联证券研究所晶硅/钙钛矿叠层电池转换效率不断提升。2022年12月德国柏林亥姆霍兹中心(HZB)制备的硅钙钛矿串联电池效率高达32.5%,经意大利认证机构欧洲太阳能测试装置(ESTI)测试创下新的世界纪录。此项记录在两年内三次刷新,2021下半年,HZB团队通过周期性纳米织物实现了29.8%的光电转化效率;2022年夏天,瑞士洛桑高等理工学院研制出转换效率31.25%的串联电池。叠层电池未来有望替代昂贵的Ⅲ/Ⅴ族化合物半导体电池—如砷化镓、铟镓磷和氮化镓等。图表20:晶硅/钙钛矿两端叠层电池研究进展请务必阅读报告末页的重要声明16行业报告│行业深度研究资料来源:隆基绿能,国联证券研究所异质结电池与钙钛矿叠层最为适配:1)目前主流晶硅电池中,仅异质结电池具备透明导电层TCO,可与钙钛矿叠层完美适配,后续改造难度小,工艺流程简单,升级优化成本低;2)异质结电池的对称性结构,可兼容正反型钙钛矿电池技术;3)异质结电池开路电压高,因此与钙钛矿叠层串联输出电压高,从而保障钙钛矿/异质结叠层电池效率较高;4)异质结电池和钙钛矿电池制备均属于低温工艺,工艺温度上较为适配。图表21:异质结/钙钛矿两端叠层电池技术路线资料来源:隆基绿能,国联证券研究所截至2023年2月底,国内已有协鑫光电、纤纳光电和极电光能等3条百兆瓦以上产能钙钛矿产线投产。其中,协鑫光电和纤钠光电的产线产能分别为100MW,极电光能的为150MW,此外,许多实验室小线已经建成或正在建设。请务必阅读报告末页的重要声明17行业报告│行业深度研究图表22:国内钙钛矿企业进展公司名称成立时间技术路线效率面积(cm2)产业化进度产能(MW)协鑫光电2010单结溶液法16.4%1300中试线投产100纤纳光电2015单结溶液法21.8%19.35中试线投产100极电光能2020单结真空溶液两步法19.9%810中试线投产150万度光能2016单结介孔印刷小试线建成众能光电2015单结溶液法20.1%61.58小试线建成华能清洁能源研究院2015单结溶液法15.5%3500小试线建成大正微纳2016单结柔性小试线建成仁烁光能2021钙钛矿/钙钛矿叠层29.0%0.05小试线建成光晶能源2022单结溶液法小试线建成脉络能源2022单结溶液法小试线建成曜能科技2017晶硅/钙钛矿叠层29.6%25小试线建成无限光能2022单结真空法24.7%1小试线建成资料来源:CPIA,国联证券研究所2.多项优势助钙钛矿产业化加速2.1材料结构原理简单虽然无机卤化铅自19世纪以来就被研究,有机-无机卤化物自20世纪初就被关注,但混合卤化物钙钛矿首次报告直到1978年才由Weber提出,他同时报告了CH3NH3PbX3(X=Cl,Br,I)和CH3NH3SnBr1-xIx合金。在随后的几十年里,这些材料不断被研究,直到2009年首个钙钛矿太阳能电池出现。钙铁矿材料具备理想的禁带宽度,极高的吸光系数,很低的电子空穴对结合能、均衡的载流子迁移率和较长的载流子寿命等多个优点。钙钛矿最早是指CaTiO3,由GustavRose在俄罗斯乌拉尔山发现,它的晶体结构由共享角的TiO6八面体组成,其中Ca占据每个单元格中的立方八面体空腔。随后类似的晶体结构也逐渐被发现,因此用ABX3来代表此类物质(如SrTiO3和BaTiO3)。通过改变温度、压力和电磁场,可以使BX3多面体在网格中发生可逆相变,从而改变其倾斜和旋转角度,最终可以获得立方体、四方体、正方体、三角体和单斜多晶体。A位和B位为阳离子,X位为阴离子,六个阴离子X将阳离子B包围成正八面体结构,A位阳离子则位于八个正八面体中心。其中A位阳离子一般为MA+(CH3NH3+,甲胺)、FA+((NH2)2CH+,甲脒),Cs+、Rb+等;B位二价金属阳离子包括Pb2+、请务必阅读报告末页的重要声明18行业报告│行业深度研究Sn2+等;X位一般指卤素阴离子,如I-、Br-、Cl-等。图表23:钙钛矿晶体结构资料来源:脉络能源,国联证券研究所注:CH3NH3PbI3简称为MAPI,[CH(NH2)2]PbI3简称为FAPI在光照条件下,电池通过吸收光产生一个从ETL(电子传递层)指向HTL(空穴传输层)的电场。这个场将诱导碘化物(MA)空穴向HTL(ETL)运动。因此,这些迁移的缺陷不断积累将使MAPbX3薄膜上产生静电势,其方向与光子吸收产生的静电势相反。正极化使电池像一个n-i-p结,因此电流将与钙钛矿掺杂产生的梯度方向一致,而负极化使电池表现为p-i-n结。请务必阅读报告末页的重要声明19行业报告│行业深度研究图表24:钙钛矿发电原理示意图资料来源:《Organic-InorganicHalidePerovskitePhotovoltaics》Nam-GyuPark、SungkyunkwanUniversity等,国联证券研究所介孔型PSCs结构为透明导电电极(Transparentconductiveelectrode,TCE)/电子传输层(Electrontransportlayer,ETL)/钙钛矿吸收层/HTL/金属电极。其中,ETL一般为TiO2,且包括两部分,即致密TiO2(CompactTiO2,c-TiO2)和介孔TiO2(MesoporousTiO2,m-TiO2),其共同作用是选择性接触,即提取电子阻挡空穴。m-TiO2还能作为支架容纳钙钛矿并扩大接触面积。目前国内钙钛矿行业采用反式(n-i-p)结构为主。即在FTO玻璃上覆盖一层P型的空穴传输层,再往上覆盖钙钛矿层,钙钛矿上面是N型的电子传输层。再往上是背电极。这是由于相比于正式结构,采用反式结构材料选择会更多,更好地完善制备工艺,但本质上两者工作原理没有太大差别。2.2天然具备多重优势相比于传统晶硅电池,钙钛矿电池在材料用量、工艺温度、制备难易程度、环保、初始投资额、生产成本等多方面具备优势。请务必阅读报告末页的重要声明20行业报告│行业深度研究图表25:钙钛矿相对于晶硅电池的优势技术2m2材料用量最高工艺温度产业链毒性初始投资成本晶硅1.7kg硅料1450℃5个环节含铅11亿元/GW1.5-1.7元/W钙钛矿1g钙钛矿<200℃2个环节含铅低于晶硅5亿元/GW0.8-1元/W资料来源:弗斯迈,国联证券研究所1)温度系数低:晶硅组件的温度系数是-0.3%/℃左右,即每上升1℃,组件功率会下降0.3%。而钙钛矿组件的温度系数为-0.001%/℃,十分接近于0,因此在实际应用中,尤其是高温的工作环境下,相同标定转换效率的钙钛矿电池会比晶硅电池具备更高的发电功率。同时钙钛矿电池还具备强弱光表现,应用场景丰富等特点。图表26:不同技术路线对比项目a-Sic-SiⅢ/Ⅴ钙钛矿强光表现lowhighhighhigh弱光表现highlowhighhigh功率/成本mediumhighlowhigh设计安装形式mediumlowmediumhigh资料来源:大正微纳,国联证券研究所2)制备速度快:目前协鑫光电已能把从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入到组件成型的全过程控制在45分钟之内。3)钙钛矿组件制造环节少、投资额少:传统晶硅电池需要经历硅料、硅片、电池和组件四大流程,其中硅料纯度要求极高(99.9999~99.99999%),同时需要在1000℃高温下烧制而成;随后拉棒环节,硅料在1400℃左右的高温下熔化成液体,并通过籽晶长时间生长后,拉成单晶圆棒进行切片。之后在电池片环节,需要经过制造PN结、印刷电极等,再通过焊接、胶膜、玻璃封装等工艺形成最后的组件。而目前协鑫光电已能将整个100MW钙钛矿组件产线高度浓缩在单个工厂内。图表27:钙钛矿电池组件生产流程少资料来源:协鑫光电,国联证券研究所请务必阅读报告末页的重要声明21行业报告│行业深度研究4)材料、能量消耗少:钙钛矿电池吸收层均可用基础化工材料制备,且不含稀有元素,材料易得且纯度要求比硅料低。此外钙钛矿材料使用量少,总厚度大概1um左右,而晶硅电池目前主流硅片厚度在120-150μm。晶硅组件由于使用含铅焊带,因此每块组件含铅16-18g,而钙钛矿每块组件含铅量小于2g。5)钙钛矿电池排放少,能量回收期短:全钙钛矿串联结构的能量回收时间和温室气体排放因子(GHGemissionfactor,生命周期度电温室气体排放量)分别为0.35年和10.7gCO2-eq/kWh,而硅基电池的能量回收时间和温室气体排放因子分别为1.52年和24.6gCO2-eq/kWh。钙钛矿单结电池能量回收时间仅为硅基电池的23%,温室气体排放因子仅为硅基电池的43%。图表28:不同电池的一次能源消耗(MJ/m2)图表29:不同电池的碳足迹(kgCO2-eq/m2)资料来源:SCIENCEADVANCES,国联证券研究所资料来源:SCIENCEADVANCES,国联证券研究所188.0488.4483.73534.03534.9334.2294.90.010.1110100100010000寿命结束封装宽带隙底电池窄带隙底电池10.618.227.1212.6212.618.816.60.0010.010.11101001000寿命结束封装宽带隙底电池窄带隙底电池请务必阅读报告末页的重要声明22行业报告│行业深度研究图表30:不同类型电池的能量回收时间技术类型能量回收时间P型电池1.6年HJT电池2.0年Ag电极钙钛矿1.1年Au电极钙钛矿1.1年Al电极钙钛矿0.9年钙钛矿-异质结叠层(Ag)1.5年钙钛矿-异质结叠层(Au)1.5年钙钛矿-P型电池叠层(Al)1.3年资料来源:PROGRESSINPHOTOVOLTAICS,国联证券研究所6)钙钛矿电池转换效率高,仍有较大的提升空间:太阳能电池的转换效率由三个参数决定:开路电压(VOC)、短路电流(JSC)和填充因子(FF)。其中,VOC是多晶体薄膜太阳能电池中最难改善的参数。这是因为多晶体薄膜电池相比单晶电池通常含有更多的缺陷,如点缺陷和晶界(GBs)。钙钛矿转换效率已考虑到钙钛矿电池是在低温下通过溶液工艺制造的,目前其能达到1.213V的VOC,已经超过绝大部分电池。为了达到如此高的VOC性能,CH3NH3PbI3中的缺陷包括点缺陷、表面和晶界必须具备较好的导电性,这在传统的无机光伏电池中还没做到,如Si、GaAs、CuInSe2、CdTe等。图表31:太阳能电池效率记录表ClassificationEfficiency(%)Area(cm²)Voc(V)Jsc(mA/cm2)FF(%)Testcentre(date)DescriptionSiliconSi(crystallinecell)26.8±0.4274.4(t)0.751441.4586.1ISFH(10/22)LONGi,n-typeHJTSi(DSwafercell)24.4±0.3267.5(t)0.713241.4782.5ISFH(8/20)JinkoSolar,n-typeSi(thintransfersubmodule)21.2±0.4239.7(ap)0.68738.5080.3NERL(4/14)Solexel(35μmthick)Si(thinfilmminimodule)10.5±0.394.0(ap)0.49229.772.1FhG-ISE(8/07)CSGSolar(<2μmonglass)Ⅲ-ⅤCellsGaAs(thinfilmcell)29.1±0.60.998(ap)1.127229.7886.7FhG-ISE(10/18)AltaDevicesGaAs(multicrystalline)18.4±0.54.011(t)0.99423.279.7NREL(11/95)RTI,GesubstrateInP(crystallinecell)24.2±0.51.008(ap)0.93931.1582.6NERL(3/13)NRELThinFilmChalcogenideCIGS(cell)(Cd-free)23.35±0.51.043(da)0.73439.5880.4AIST(11/18)SolarFrontierCIGSSe(submodule)19.8±0.5665.4(ap)0.68837.9675.9NREL(12/21)Avancis,110cellsCdTe(cell)21.0±0.41.0623(ap)0.875930.2579.4Newport(8/14)FirstSolar,onglassCZTSSe(cell)11.3±0.31.1761(da)0.533333.5763.0Newport(10/18)DGIST,KoreaCZTS(cell)10.0±0.21.113(da)0.708321.7765.1NREL(3/17)UNSWMicrocrystallineSi(amorphouscell)10.2±0.31.001(da)0.89616.3669.8AIST(7/14)AIST请务必阅读报告末页的重要声明23行业报告│行业深度研究Si(microcrystallinecell)11.9±0.31.044(da)0.55029.7275.0AIST(2/17)ASITPerovskitePerovskite(cell)23.7±0.51.062(da)1.21324.9978.4NPVM(5/22)U.Sci.Tech.,HefeiPerovskite(minimodule)22.4±0.526.02(da)1.12725.6177.6NPVM(7/22)EPFLSion/NCEPU,8cellsDyesensitisedDye(cell)11.9±0.41.005(da)0.74422.4771.2AIST(9/12)SharpDye(minimodule)10.7±0.426.55(da)0.75420.1969.9AIST(2/15)Sharp,7serialcellsDye(submodule)8.8±0.3398.8(da)0.69718.4268.7AIST(9/12)Sharp,26serialcellsOrganicOrganic(cell)15.2±0.21.015(da)0.846724.2474.3FhG-ISE(10/20)FraunhoferISEOrganic(minimodule)14.5±0.319.31(da)0.851823.5172.5JET(12/21)ZJU/Microquanta,7cellsOrganic(submodule)11.7±0.2203.98(da)0.817720.6869.3FhG-ISE(10/19)ZAEBayern,33cells资料来源:WILEY,国联证券研究所注:ap为孔径面积,da为指定照明区域,t为总面积单结钙钛矿电池理论极限效率可达33%,且其对杂质缺陷容忍度高,效率进一步提升的潜力大,若再进一步与钙钛矿或晶硅电池进行叠层,转换效率有望突破50%。硅片制作工艺导致它在210尺寸后续向上发展空间有限,而钙钛矿晶体依附于玻璃,因而在组件尺寸上仍有较大的进步空间。7)成本低:在材料使用方面,由于晶硅电池生产中的硅料和硅片环节需要消耗大量的能量,因此硅材料的成本相对于钙钛矿材料要高。同时由于钙钛矿电池组件主要采用涂布工艺和PVD工艺,流程简易且适合规模化生产,设备投资额小,因此设备、土地折旧也低于晶硅组件全产业链的折旧。不仅如此,由于钙钛矿组件重量轻,因此也可以节约物流成本和人力成本。8)应用场景丰富:柔性钙钛矿可直接贴附在原有建筑结构表面,安装成本低,同时其外观优势使其在BIPV领域极具竞争优势。在移动能源端,钙钛矿电池有望应用于可穿戴设备、露天作业设备、新能源车顶棚等场景。2.3稳定性稳步验证由于钙钛矿是离子晶体,因此对湿气很敏感,同时MAPbI3在光线和湿度下会发生严重的降解,被分解为CH3NH2、HI和PbI2这与MA+通过氢键与PbI6八面体的相对弱的相互作用有关。在室温下,MA+阳离子在周围的PbI6八面体中显示出动态无序,这表明MA+和PbI6八面体之间的互动很弱。由于MAPbI3带隙的电荷转移性质,这种相互作用在光激发时变得更弱,这可能是MAPbI3在光下加速降解的原因。H2O对MAPbI3的降解可能是由于H2O和PbI6八面体之间的氢键比MA+强。请务必阅读报告末页的重要声明24行业报告│行业深度研究图表32:钙钛矿电池在水环境下的分解路径资料来源:PROGRESSINPHOTOVOLTAICS,国联证券研究所钙钛矿电池对于光吸收体晶体结构的依赖导致其热稳定性较差,同时钙钛矿在光照和湿度环境下,有机阳离子会从Pb-I结构中逃逸,或与外部的氧气或水汽反应从而产生相应的降解,很容易分解为PbI2和CH3NH3I,继而分解为CH3NH2和HI。为解决钙钛矿电池稳定性的问题,甲酰胺阳离子组成的钙钛矿HC(NH2)2PbI3(FAPbI3)被认为可以取代MAPbI3,FA阳离子因C-N键的共振特性而光照、温度稳定性更好,而通过加入Cs离子可以进一步改善FAPbI3的光稳定性。对钙钛矿层吸光组分体系的优化、组件结构中功能层新型材料的使用、以及应用钝化、修饰等策略可以提高钙钛矿电池的稳定性。2022年普林斯顿大学报道迄今在稳定性上表现较好的钙钛矿电池,其在110℃的T80寿命达到2100小时以上,据普林斯顿测算,电池在35℃/Sun条件下连续运行,其T80寿命长达5.1万小时(野外约30年工作寿命)。根据协鑫光电测试,钙钛矿电池在现有晶硅IEC61215测试标准下(如曝晒、热斑耐久、紫外预处理、热循环、湿热、湿冻),其稳定性测试的结果可以达到晶硅电池水平。图表33:IEC61215标准中部分稳定性测试项目测试项目名称测试条件MQT08室外曝晒试验太阳总辐射量:60kWh/m2MQT09热斑耐久试验在最坏热斑条件下,1000W/m2辐照度5h。MQT10紫外预处理试验波长在280-400nm范围的紫外总辐照量为15kWh/m2,其中波长280-320nm占3-10%辐照量。MQT11热循环试验-40℃至+85℃,50次循环请务必阅读报告末页的重要声明25行业报告│行业深度研究MQT12湿-冻试验从+85℃,85%RH到-40℃10次,连续检测电流MQT13湿-热试验在+85℃,85%RH环境下持续1000h资料来源:IEC,国联证券研究所2.4量产制备工艺简易钙钛矿主要制备流程:1)带有正电极的玻璃经过自动化清洗后,进行第一道真空镀膜、激光划线出第一道槽;2)涂布(Coating)钙钛矿材料,结晶,再以激光刻出第二道槽,实现串联;3)真空镀上背电极后,第三道激光划线,第四道激光清边;前道工序就此完成。前道涂布核心设备有激光设备、真空磁控溅射镀膜(PVD)设备、涂布设备。图表34:钙钛矿前道工序资料来源:弗斯迈,国联证券研究所结晶是钙钛矿制备的最核心步骤。结晶的效果直接影响光吸收范围,最终影响太阳能电池的效率,也会影响组件的寿命。钙钛矿层的配方不断迭代的目的是为了用于扩大晶体,因此钙钛矿的配方是结构中最复杂的。而和钙钛矿直接接触的p型材料和n型材料也会随着钙钛矿配方的改变而相应调整,去形成良好接触。底电极一般采用FTO,背电极可以是金属电极,也可以是透明氧化物(TCO)电极。狭缝涂布(SlotDie)有望成为钙钛矿层制备解决方案。涂布胶液由存储器通过供给管路压送到喷嘴处,并使胶液由喷嘴处喷出,从而转移到涂布的基材上,制成周期一般在60秒左右,之后通过加热或其他手段使溶液挥发,百纳米级的晶体就会铺展在玻璃基板上,其结构越均匀,组件的转换效率越高。涂布是整个工艺中含金量最高也是难度最大的环节,需要在绝对无尘的超净间完成,目前狭缝涂布法已成为行业量产化和商业化主流方向。请务必阅读报告末页的重要声明26行业报告│行业深度研究图表35:狭缝涂布原理图资料来源:弗斯迈,国联证券研究所狭缝涂布具备多重优势:1)大面积制备;2)工艺窗口宽、良率高;3)能在绒面衬底上成膜,可以制备叠层电池;4)结晶从预置的晶核开始,分布均匀;5)形核、晶粒生长分两步前后完成;6)不受溶剂挥发快慢的影响;7)在预制“晶核”上定向结晶生长,晶粒大;8)缺陷少,膜层质量高。图表36:钙钛矿层制备技术示意图资料来源:极电光能,国联证券研究所一步法:采用旋涂方式,使用含有等量的FAI和PbI2的N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液。一步旋涂法无法很好对钙钛矿层的形成速率进行控制,从而导致薄膜的覆盖性较差。实际应用中,可以通过添加氢碘酸以增加前驱体在溶液中的溶解度来增强FAPbI3层的覆盖率。同时改变前驱体也会使薄膜结晶覆盖率提升,如用HPbI3作为请务必阅读报告末页的重要声明27行业报告│行业深度研究形成FAPbI3的前驱体,将使FAPbI3的结晶过程减慢,从而行成高度结晶且覆盖均匀的FAPbI3层。两步法:先沉积PbI2,再将PbI2层浸入含FAI的2-丙醇溶液,在室温下形成黄色相非钙钛矿结构,再通过150℃加热后变成黑色相钙钛矿结构。与一步法相比,两步法生成的FAPbI3的覆盖率相对较高。两步法允许钙钛矿被成功地完全渗透到介孔TiO2中,并在TiO2顶部留下FAPbI3的立方体。FAPbI3晶体的生长在很大程度上取决于FAI溶液的浓度。低浓度会导致在成核初期出现稀疏分布的籽晶,而相对高浓度会导致生成高密度的籽晶,从而抑制了晶核的进一步生长。加合法:加合法则是将DMSO、FAI、PbI2一同加入,DMSO溶液与PbI2相互作用形成透明加合膜,通过去除DMSO转化为FAPbI3层。图表37:钙钛矿层的制备方法(1)请务必阅读报告末页的重要声明28行业报告│行业深度研究资料来源:《Organic-InorganicHalidePerovskitePhotovoltaics》Nam-GyuPark、SungkyunkwanUniversity等,国联证券研究所图表38:钙钛矿层的制备方法(2)资料来源:《钙钛矿太阳能电池材料制备、器件组装及性能测试综合实验设计》杨广武、程元壮等,国联证券研究所激光工艺在钙钛矿制造工艺中主要起标记、划线、清边的作用。并且对于不同的膜层,激光波长也会有相应的调整。除了涂布结晶外,钙钛矿的激光划线对精度提出了更高的要求。相比于PERC开槽10μm左右的精度需求和铜铟镓硒和碲化铬电池μm级的精度需求,钙钛矿则拥有百纳米级的厚度,因此对于激光设备的光源的稳定性,装配的精度,机台的稳定性都提出了新的要求。图表39:钙钛矿电池制造中激光刻蚀示意图资料来源:大族激光,国联证券研究所请务必阅读报告末页的重要声明29行业报告│行业深度研究图表40:钙钛矿电池制造工艺中各步激光的作用步骤名称作用技术细节P0激光标记波长约355nm的紫外激光器,不损伤TCO膜层P1激光划线去除TCO层1064nm的红外激光器P2激光划线刻划钙钛矿吸收层避免损伤导电层,用532nm的绿光激光器P3激光划线刻划钙钛矿层及电极层为减小崩边、边缘撕裂等现象选用皮秒激光器P4激光清边起绝缘作用去除所有镀膜层,红外激光器+振镜清扫资料来源:大族激光,国联证券研究所磁控溅射有望成为钙钛矿镀膜主流方式。相比于蒸镀、电子枪,磁控溅射(PVD)具备成膜面积大、膜质均匀、成膜效率高等优势,并且可以通过调整靶材与电池的距离以及磁场分布,尽量降低离子轰击对钙钛矿材料的伤害。同时优化腔体冷却、散热设计可将腔体温度维持在低温,防止钙钛矿材料高温分解。但钙钛矿生产对于PVD设备也提出了部分新的需求,如保证连续镀膜、防止有机物污染、防止靶面污染、提升设备产能。图表41:不同成膜方式的特点资料来源:勤友光电,国联证券研究所后道工序主要包括裁切、丁基胶封边、层压、清边、紫外固化等工序,后道核心设备有丁基胶涂敷机,POE胶膜裁切覆膜机、缓存固化机等。请务必阅读报告末页的重要声明30行业报告│行业深度研究图表42:钙钛矿后道工序资料来源:弗斯迈,国联证券研究所钙钛矿工艺整体流程相对较短,意味着后续工艺进步、良率提升潜力较大。其中电池环节中的涂布结晶、激光划线、镀膜是三大核心环节。结晶环节若采取不同路线,需要保证热场均匀稳定或风场流速稳定,难点在于大面积均匀结晶;划线环节则对精度有更高的要求,未来有望通过新图形化版型降低电阻从而提升转换效率;镀膜的难点在于钙钛矿层上层镀膜环节要减少高温、高能粒子对于钙钛矿层的损伤;组件环节工艺相对成熟,部分技术可沿用晶硅电池。3.TCO玻璃有望迎来钙钛矿领域新应用3.1FTO玻璃有望成为主流钙钛矿电极玻璃TCO玻璃需要具备高电导率、高透明度、低电阻、膜层均匀、热稳定性强、化学稳定性强、低成本,TCO玻璃所用的典型材料有ITO(氧化铟锡)、AZO(氧化铝锌)、FTO(氟掺氧化锡)等。请务必阅读报告末页的重要声明31行业报告│行业深度研究图表43:常见的TCO材料材料掺杂/混合物SnO2Sn,F,As,Nb,TaIn2O3Sn,Ge,Mo,F,Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,W,TeZnOAl,Ga,B,In,Y,Sc,F,V,Si,Ge,Ti,Zr,HfCdOIn,SnZnO-SO2Zn2Sn4O4,ZnSnO3ZnO-In2O3Zn2Sn2O5,Zn3Sn2O6CdO-SnO2CdSnO4,CdSnO3ZnO-In2O3-SnO2Zn2In2O5-In4Sn3O12CdO-In2O3-SnO2CdIn2O4-Cd2SnO4GaInO3(Ga,IN)2O3SN,Ge资料来源:SMIT,国联证券研究所TCO玻璃就是镀有透明导电氧化物薄膜的玻璃材料,在平板显示器件电极、薄膜太阳能电池电极、智能变色玻璃电极、隔热节能视窗、加热防雾玻璃、电磁屏蔽视窗、气敏元件等领域具有广泛应用。图表44:TCO玻璃主要用途TCO材料用途性质要求SnO2:F(FTO)建筑物低辐射玻璃低辐射率太阳电池导电玻璃化学稳定性、高透过率、低成本电致变色视窗ITO平板显示器用电极易刻蚀、低电阻ITO、Ag、Ag-Cu除雾玻璃(冰箱、飞机、汽车)低成本、耐久性、低电阻SnO2烤箱玻璃高温稳定、化学及机械耐久性、低成本除静电玻璃化学及机械耐久性、低成本ITO、Ag电磁屏蔽(电脑、通讯设备)低电阻资料来源:《浮法在线TCO玻璃》姜宏,国联证券研究所TCO玻璃材料需要经过透过率、电导率、雾度、激光刻蚀性能、物化稳定性、大面积镀膜难易程度、成本等多方面性能的考量。请务必阅读报告末页的重要声明32行业报告│行业深度研究图表45:TCO玻璃主要性能要求性能具体要求光透射率与建筑玻璃关注可见光波段380-780nm不同,薄膜电池用的TCO玻璃关注300-1000nm波段,一般要求光透射率至少在82%以上。电导率方块电阻越低,表示导电性越强,一般TCO玻璃要求方块电阻要小于12Ω/sq。雾度代表散射光线的能力,CdTe电池要求TCO雾度低于2%,即要求TCO薄膜表面平整度要非常高,粗糙度要低。激光刻蚀性能为了克服薄膜材料的不均匀性问题,减少横向电流损失,薄膜太阳能电池会将大面积薄膜用激光刻画成若干电池条,单个电池条宽度一般小于10mm,通过内部电路连接制成大面积光伏组件。要求TCO膜层的激光刻蚀性能好,不得有薄膜刻不断,或刻伤玻璃本体等缺陷。高温稳定性在加热过程中,薄膜的化学成分、光透射率、方阻都不能有明显变化。为此,TCO玻璃在导电层跟玻璃基体之间设有阻挡层,防止玻璃基体中的钠离子溢出,使导电层功能劣化。另外,在加热时,玻璃不得产生明显机械变形,否则会影响光伏吸收层镀膜的均匀性,及激光刻线的稳定性。大面积均匀性光透射率和方阻的均匀性是保障电池输出电压、电流平衡稳定的基本要求,从而保证大面积组件高的转换效率。建筑光伏一体化(BIPV)是薄膜太阳能电池的重要应用场合,对颜色均匀性提出更高要求,不得有干涉条纹、膜层云朵等缺陷。低成本TCO玻璃占据薄膜电池成本中较大部分,因此必须降低TCO玻璃的制造成本。资料来源:中国建材报,国联证券研究所ITO玻璃:产品相对成熟,具有高透射率、膜层牢固、导电性好等特点。其缺点在于散射能力较弱、激光刻蚀性差、材料和制程成本高、在等离子体中不够稳定。FTO玻璃:导电性比ITO玻璃略差,但成本较低、容易激光刻蚀,目前主要用于Low-E玻璃,改变雾度和导电性后可做TCO玻璃。ZnO玻璃:氧化锌基薄膜结构为六方纤锌矿型,材料易得、制造成本低、无毒且易于掺杂、在等离子体中稳定性好,但大面积镀膜存在难度。图表46:不同TCO材料的性能比较TCO类别ITOFTOZnO能隙(eV)3.5-4.03.8-4.03.3-4.6迁移率(cm2/Vs)95-13018-3128-120载流子浓度(cm-3)1.1×1020-1.4×10212.7×1020-1.2×10211.1×1020-1.1×1021电阻率(Ω·cm)4.4×10-5-2×10-47.5×10-5-7.5×10-46.5×10-5-5.1×10-4导电率FTO<ZnO<ITO等离子体频率FTO<ZnO<ITO热稳定性ZnO<ITO最低成膜温度ITO<ZnO<FTO化学耐久性ZnO<ITO<FTO请务必阅读报告末页的重要声明33行业报告│行业深度研究氢等离子体中的稳定性FTO<ZnO硬度ZnO<ITO<FTO毒性Zn<Sn<In原料成本Zn<Sn<In制程成本APCVD<真空蒸镀<PVD<LPCVD<溶胶-凝胶<PLD资料来源:《透明导电氧化物镀膜玻璃的光伏应用前景》王恩忠、王振雷等,国联证券研究所TCO制备的方法包括化学气相沉积(CVD)、溅射法(PVD)、溶胶凝胶法(Sol-Gel)、喷雾热喷法(spraypyrolysis)等四种,其中在线CVD和离线PVD是制备TCO玻璃的两种主流方法。图表47:TCO玻璃主要性能要求项目PVD法/软膜CVD法/硬膜应用离线在线环境真空大气压、低压镀膜工艺能耗高,需重新加热基板低,使用浮法工艺的热量切割、清洗和处理膜层容易划伤,需要特殊的培训和设备膜层牢固,与白玻一样用手套搬运存储不能暴露在空气中,否则膜层退化与白玻一样存储,膜层不会退化资料来源:《浮法在线TCO玻璃》姜宏,国联证券研究所FTO玻璃膜层与玻璃的结合非常牢固,化学稳定性、热稳定性、耐酸性、耐碱性、耐磨性较好。在线浮法FTO玻璃一般采用APCVD,即常压化学气相沉积生产,在锡槽窄段利用玻璃板自身热能(660-700℃)进行镀膜。CVD反应过程主要分为5步,1)扩散:镀膜原料以气态形式或气体载体携带输送到镀膜机并通过边界层扩散到玻璃板表面;2)吸附:原料分子被吸附在特定温度的玻璃表面;3)反应:原料分在玻璃表面进行反应,包括化学分解和化学反应,表面迁移到附着点(扭结和楔入),烧结和其他表面反应(如散发和再沉积),同时反应副产品解吸附;4)成膜:持续的表面反应并达到设计的膜层厚度;5)副产品:反应副产品通过边界输送出去离开镀膜机。请务必阅读报告末页的重要声明34行业报告│行业深度研究图表48:化学气相沉积反应原理图图表49:在线浮法玻璃镀膜生产线示意图资料来源:《在线Low-E&TCO镀膜玻璃工艺》孟庆瑞,国联证券研究所资料来源:《在线Low-E&TCO镀膜玻璃工艺》孟庆瑞,国联证券研究所FTO玻璃顶膜是具有低辐射性能的掺氟氧化锡,这一膜层能够反射红外线,起到保温隔热及导电的作用;底膜有两个主要作用:1)隔离阻止玻璃中碱金属离子(Na+),防止其向功能膜层渗透并破坏膜层结构;2)消色作用,利用光学性质来消除膜层内部光线反射,使膜层整体看起来呈无色或淡淡的中性灰色。TCO玻璃镀顶膜的工艺技术几乎一致,主要区别集中在底膜上。在线TCO顶膜层根据雾度等要求不同,厚度为470-750nm,通过调整膜层晶型状态,增加光的散射,由于雾度在沉积FTO膜层时自然产生,因此无需再次制绒TCO产品的雾度范围可以做到0.8-20%。图表50:FTO玻璃结构图图表51:FTO玻璃顶膜工艺流程图资料来源:SMIT,国联证券研究所资料来源:《在线Low-E&TCO镀膜玻璃工艺》孟庆瑞,国联证券研究所FTO玻璃具备很高的化学核热稳定性,表面粗糙程度较高,Rrms大概在16nm左右,而ITO玻璃Rrms大概在1nm左右;FTO等离子体稳定性优于ITO,并且仅需1.3秒的停留时间即可完成薄膜沉积,沉积速度在20-100nm/s左右。离线ITO玻璃生产线主要由玻璃预处理、上片、磨边、清洗、加热、镀膜、再加热、退火、冷却、在线检测、喷粉、下片等生产工序组成。总体来说离线磁控溅射镀膜制成的ITO玻璃生产已经较为成熟。请务必阅读报告末页的重要声明35行业报告│行业深度研究3.2TCO玻璃占据钙钛矿组件主要成本单结钙钛矿组件成本约在19.8-24.7美元/平,其中TCO玻璃、栅线、层压占据其制造的主要成本。图表52:钙钛矿电池不同层成本(美元/平)项目总成本土建、设施及设备折旧人工成本制造费用耗材成本残品费用FrontGlass4.000.100.080.013.810.00TCO2.170.740.040.021.310.06Patterning0.680.460.140.040.000.04PEDOT:PSS1.201.20P3HT0.420.42NiOx0.550.090.050.250.140.02PerovskiteAbsorber0.470.080.050.250.070.02LiF0.910.750.050.030.020.06PCBM1.371.37ZnO0.470.090.050.250.060.02SnO0.710.400.070.080.130.03Ag2.510.870.040.031.510.06Al1.260.870.040.030.260.06Busbar2.051.510.340.130.000.07EdgeSeal0.410.030.030.000.350.00Lamintation2.121.310.110.660.000.04BackGlass4.000.100.080.013.810.00JunctionBox1.500.080.130.001.280.01Testing0.150.080.040.020.000.01资料来源:IEEEJOURNALOFPHOTOVOLTAICS,国联证券研究所TCO玻璃占据钙钛矿电池主要成本。若以采用ITO玻璃为前板玻璃的钙钛矿电池为例,其结构为Al/SnO/钙钛矿层/NiO/TCO玻璃,其中TCO玻璃成本约为6.17美元/平,占钙钛矿电池总成本的33.7%。请务必阅读报告末页的重要声明36行业报告│行业深度研究图表53:部分钙钛矿电池结构示意图图表54:钙钛矿电池成本构成资料来源:IEEEJOURNALOFPHOTOVOLTAICS,国联证券研究所资料来源:IEEEJOURNALOFPHOTOVOLTAICS,国联证券研究所3.3国内TCO玻璃企业有望后来居上TCO镀膜玻璃对透射率及雾度要求较高,因此超白压延玻璃原片是生产光伏玻璃的基础。光伏玻璃对光的吸收以及反射会影响光伏电池的转换效率,这要求光伏玻璃不断提高其透明度。按照国家标准,光伏玻璃铁含量要低于0.015%,因此,我们认为现有生产超白浮法玻璃的企业,且具备长期在线镀膜深加工的玻璃企业有望在钙钛矿TCO玻璃行业拔得头筹。国内TCO玻璃产能受限于需求而非技术。从TCO玻璃的技术层次和市场规模上看,NSG在世界范围内仍具有一定垄断地位,不过国内的中国玻璃控股有限公司、艾杰旭特种玻璃(大连)有限公司、金晶科技等企业也都具备生产TCO玻璃的能力,市场规模主要是受下游薄膜电池产业的影响未能扩大,但在技术水平上跟NSG并没有明显差距。图表55:不同厂家在线浮法FTO玻璃的电学性能厂家规格玻璃厚度(mm)电阻(Ω/sq)膜厚(nm)电阻率(Ω·cm)载流子浓度(cm-3)迁移率(cm2/v-s)AGCAN103.2107928.610-4-2.43102031.4AN143.2148151.1710-3-1.84102028.8AO83.2109831.0410-3-2.02102030.9NSG-4<117476.8310-4-2.42102037.6-3.1<139678.1410-4-2.13102036.1CSG-3.2128137.8610-4-2.29102032.8资料来源:《浮法在线TCO玻璃》姜宏,国联证券研究所浮法玻璃产能仍受限于产能置换政策。《水泥玻璃行业产能置换实施办法》于2017年12月31日提出,自2018年1月1日起实施,意在推动水泥玻璃行业供给侧结构性改革、化解过剩产能,通过产能置换严禁新上扩大产能项目,严禁备案和新建前板TCO玻璃,33.7%图形化,3.7%NiOx,3.0%钙钛矿层,2.6%ZnO,2.6%Al,6.9%主栅,11.2%封装,2.2%层压,11.6%背玻璃,21.8%测试,0.8%请务必阅读报告末页的重要声明37行业报告│行业深度研究扩大产能的平板玻璃项目。虽然2021年7月21日,工信部发布印发了修订后的《水泥玻璃行业产能置换实施办法》,明确提出新上光伏压延玻璃项目不再要求产能置换,但要建立产能风险预警机制并召开专业听证会,但新建浮法玻璃仍然需要产能置换,因此国内浮法玻璃产能从2018年的5855.0万吨上升至2022年的6173.7万吨,4年仅增长5.44%。图表56:2018-2022年我国浮法玻璃生产、进出口及消费情况项目2018年2019年2020年2021年2022年中国浮法玻璃产能(万吨)5855.05817.25840.56220.46173.7中国浮法玻璃产量(万吨)5115.95051.65050.55537.95469.8中国浮法玻璃进口量(万吨)21.540.256.051.622.9中国浮法玻璃出口量(万吨)86.265.442.138.568.9中国浮法玻璃表观消费(万吨)5097.35026.45013.55527.25423.8资料来源:卓创资讯,国联证券研究所浮法玻璃主要应用于房地产、汽车、电子电器等三大领域。其中房地产、汽车、电子电器等三大行业消费的浮法玻璃占比分别为71%、21%、8%。随着钙钛矿电池技术逐渐发展成熟,未来浮法玻璃应用结构有望发生改变。图表57:我国浮法玻璃下游消费情况资料来源:卓创资讯,国联证券研究所当前浮法玻璃价格处于历史低位,库存处于历史高位。浮法玻璃价格和库存量呈现明显负相关。根据卓创资讯统计,2023年2月的浮法玻璃价格为1742.8元/吨,对应行业库存为548.3万吨。当前浮法玻璃库存仍处于历史高位,我们认为随着房地产产业链修复以及未来在钙钛矿领域的应用前景,我国浮法玻璃需求有望增加,且由于新增产能的限制,库存有望进入下行周期,进而带动浮法玻璃的价格提升。房地产,71%汽车,21%电子电器,8%房地产汽车电子电器请务必阅读报告末页的重要声明38行业报告│行业深度研究图表58:2018-2023年浮法玻璃价格及库存情况资料来源:卓创资讯,国联证券研究所当前我国拥有超薄超白浮法玻璃供应的企业仍在少数。目前国内浮法玻璃企业超过145家,且产能较为分散。由于浮法玻璃大量应用于建材行业,因此对于隔音、隔热、坚固有较高的要求,故而3.2mm及以下的浮法玻璃应用场景相对有限,目前主要应用于电子电器行业。且由于薄玻璃的生产良率相对较低,因此我国3.2mm及以下的浮法玻璃供应主要集中在信义、福莱特、金晶、台玻、南玻、艾杰旭等几家头部玻璃企业。我们认为上述企业在未来钙钛矿领域的TCO玻璃应用上具备一定的成本和技术优势。图表59:我国生产3.2mm及以下浮法玻璃的企业及产能情况企业名称产品类型产能(万吨)芜湖信义3.0mm白玻、3.0mm超白、3.2mm白玻124.1东海台玻3.2mm白玻49.3吴江南玻3.0mm白玻、3.2mm白玻54.8德州晶华3.0mm白玻84.0金晶科技3.0mm白玻、3.2mm白玻、3.2mm超白109.5嘉兴福莱特3.0mm白玻43.8东莞信义3.0mm白玻、3.2mm白玻94.9华南台玻3.0mm白玻54.8艾杰旭特种玻璃(大连)3.2mm21.9资料来源:卓创资讯,国联证券研究所我们认为钙钛矿产业链投资机会主要在设备(涂布、激光、镀膜)、电池组件制造、材料三大领域,景气度有望按照设备->制造->材料路径传导。010020030040050060070080005001000150020002500300035002018年1月2018年3月2018年5月2018年7月2018年9月2018年11月2019年1月2019年3月2019年5月2019年7月2019年9月2019年11月2020年1月2020年3月2020年5月2020年7月2020年9月2020年11月2021年1月2021年3月2021年5月2021年7月2021年9月2021年11月2022年1月2022年3月2022年5月2022年7月2022年9月2022年11月2023年1月浮法玻璃价格(元/吨)库存(万吨)请务必阅读报告末页的重要声明39行业报告│行业深度研究图表60:钙钛矿企业布局情况序号公司领域进展1万润股份传输层材料、电池2014年开始布局钙钛矿太阳能电池材料,并于2016年起开始形成部分产品专利,目前拥有钙钛矿太阳能电池相关专利21项,已有材料根据客户需求送样。2宝馨科技电池团队2014开始研究钙钛矿电池,2019年开始聚焦于钙钛矿叠层电池,目前由张春福教授带领朱卫东、习鹤、周龙、陈大正副教授主导研发,钙钛矿电池实验室效率已达30.26%。公司计划于2023年上半年完成新实验线的建设,2024年启动100MW钙钛矿叠层线的建设,预计实现实验室效率大于32%;力争在2025年启动钙钛矿/异质结叠层GW级产线升级,实现量产210半片钙钛矿/异质结叠层电池,电池效率在基底异质结的基础上提升率大于15%,首年衰减不超过3%,以后每年衰减不超过0.5%,量产寿命大于25年。3金信诺电池与清华大学共有5个钙钛矿领域的合作专利,目前未有商业应用。4通威股份电池公司钙钛矿实验室搭建完成,首片钙钛矿电池已下线。5拓日新能电池目前公司主要研究反型结构钙钛矿电池和传感器,目前有制成小尺寸钙钛矿电池样品,并将大尺寸钙钛矿量产作为主要研究方向。6皇氏集团电池公司与黑晶光电于2023年1月签署了《新一代太阳能电池:钙钛矿/晶硅叠层技术合作框架协议》,双方将共同推进TOPCon/钙钛矿叠层电池的研发、生产及产品应用。计划在安徽阜阳的TOPCon太阳能电池加工厂建成投产后,提供TOPCon电池生产设备及场所,配合黑晶光电的TOPCon/钙钛矿叠层电池技术研发和生产应用。7杭萧钢构电池公司2021年收购合特光电,2022年9-10月完成钙钛矿叠层中试线设备的定制采购,预计2023年完成设备进场调试,规划合特光电将在不晚于2023年5月10日,实现高转化效率钙钛矿/晶硅薄膜叠层电池100MW中试线投产,且电池转化效率达到28%以上。8隆华科技靶材公司生产的靶材可用于钙钛矿及其叠层电池的TCO层、空穴传输层、电子传输层。9阿石创靶材公司生产的靶材可用于钙钛矿及其叠层电池的TCO层、空穴传输层、电子传输层。10金晶科技TCO玻璃2022年与杭州纤纳光电科技有限公司签订《公司战略合作协议》,双方将在钙钛矿用TCO系列玻璃领域建立战略合作关系,且公司目前与国内主要碲化镉和钙钛矿电池组件厂均有业务合作。11耀皮玻璃TCO玻璃2022年公司收购艾杰旭特种玻璃(大连)有限公司100%股权,其拥有浮法在线镀膜LOW-E技术,产品包括太阳能光伏用TCO玻璃,其早在2016年就成功生产出应用于碲化铬薄膜发电的TCO玻璃,是中国最早实现商业化生产太阳能光伏TCO玻璃的制造商。12京山轻机设备公司目前布局了溅射式PVD镀膜设备、ALD和蒸镀设备。此外,公司还能够提供产线上的玻璃清洗机、钙钛矿干燥设备、组件封装设备等。子公司晟成光伏2021年与协鑫光电签署了在钙钛矿叠层电池技术合作开发协议,目前公司钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备现已量产,并成功应用于多个客户端。13利元亨激光设备公司钙钛矿激光设备已在头部客户试样,并与冯阿登纳、上海森松等签定了战略合作协议,在钙钛矿等工艺展开深度合作。14科恒股份涂布设备全资子公司浩能科技钙钛矿电池的薄膜平板涂布设备已获得订单。15大族激光激光设备公司激光设备在国内市占率一直位于市场前列,自研激光刻划设备已实现量产销售,在钙钛矿电池行业几家龙头、前沿研究机构均取得激光设备的交付销售,及大尺寸激光加工设备的整线交付。请务必阅读报告末页的重要声明40行业报告│行业深度研究16奥来德镀膜设备公司共计划投资4900万元新增“钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发项目”和“低成本有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件开发项目”等两个钙钛矿相关研发项目。17德龙激光激光设备公司首套钙钛矿薄膜太阳能电池生产整段设备(包括P0激光打标设备,P1、P2、P3激光划线设备及P4激光清边设备)2022年已交付客户并投入使用,为客户在国内率先实现百兆瓦级规模化量产提供了助力。18帝尔激光激光设备公司激光在钙钛矿TCO层、钙钛矿层、电极层均有相应的应用,2022年公司已有钙钛矿工艺设备订单的交付。19杰普特激光设备公司于2021年8月交付了首套柔性钙钛矿模切设备,并推出了第二代产品方案,涵盖P1-P3薄膜划切工艺段及P4清边工艺四台设备及前后小型自动化设备,第二代方案在线宽可调区间以及加工效率方面相比之前都有较大的提升。20捷佳伟创镀膜设备公司已具备钙钛矿及钙钛矿叠层整线装备的研发和供应能力,设备种类涵盖RPD、PVD、PAR、CVD、蒸发镀膜及精密狭缝涂布、晶硅叠层印刷等。公司钙钛矿设备在陆续交付中,客户包含了央企研究院、国家科学院、光伏头部企业等。资料来源:各公司公告,国联证券研究所4.相关标的及投资建议4.1金晶科技:TCO玻璃先驱者金晶科技成立于1999年,2002年于上海证券交易所上市。公司目前已经形成矿山/纯碱-玻璃-玻璃深加工产业链上下游一体化生产,是玻璃、纯碱行业龙头企业,具备较好的规模化经营优势。1)纯碱:公司纯碱业务运营主体为全资子公司海天公司,截至2021年公司年产能150万吨,除满足公司玻璃板块所需外,剩余产能则全部外销。2)浮法玻璃:金晶超白玻璃广泛用于高端建筑幕墙,金晶优质浮法玻璃广泛用于汽车行业和工业品行业。深加工板块重点定位节能建筑、工业冷链、出口市场,同时积极拓展建筑光伏一体化(BIPV)、工业品领域等新兴市场。3)玻璃深加工:金晶科技产品凭借优良的性能而广泛应用于中国尊、北京银泰中心、鸟巢、水立方、冬奥会速滑馆、北京大兴国际机场、国际会议中心、上海世博阳光谷、上海中心大厦、环球金融大厦、深圳平安大厦、阿联酋迪拜塔(哈利法塔)等地标性建筑。4)光伏玻璃:宁夏金晶目前具备600t/d(一窑三线)光伏压延玻璃产能,为国内光伏组件龙头企业提供支持,该线产品已进入稳定供货阶段,后续2条1200t/d产线已通过宁夏听证会。5)TCO玻璃:2021年,金晶科技完成了超白TCO镀膜玻璃基片的研发,在高透过率基片基础上相继开发成功3.2mm和2.65mm超白TCO导电玻璃。马来西亚金晶500t/d薄膜光伏组件背板和600t/d面板玻璃生产线各一条,采用浮法工艺技术,为国际知名碲化镉薄膜光伏组件生产商FirstSolar的上游供应商,其中一期联线钢请务必阅读报告末页的重要声明41行业报告│行业深度研究化深加工产线于2021年7月投产、一期背板生产线于2022年第一季度点火试生产,主要产品为2.2mm背板钢化玻璃,2022年二季度开始向FirstSolar供货,二期600t/d产线已于2023年5月点火。营收有望维持增长,净利润长期有望修复。2022年公司实现营收74.59亿元,同比增长7.8%,实现归母净利润3.56亿元,同比下降72.8%。2022年国内建筑玻璃度需求低迷,浮法玻璃行业库存处于高位,因此其销售价格呈现下降走势。同时主要原、燃料价格大幅上涨,纯碱和浮法玻璃成本均有上升,产品毛利率同比大幅下降。我们认为随着冷修产线增加叠加需求修复,2023年浮法玻璃价格有望稳步上行,同时主要原材料、燃料价格有望下行。图表61:2018-2022年公司营收情况图表62:2018-2022年公司归母净利润情况资料来源:Wind,国联证券研究所资料来源:Wind,国联证券研究所费用率控制优秀,盈利能力有望回升。2022年国内建筑玻璃度需求低迷,浮法玻璃行业库存处于高位,因此其销售价格呈现下降走势。且受到疫情、地缘冲突及全球通胀加剧等影响,主要原、燃料价格大幅上涨,纯碱和浮法玻璃成本均有上升,毛利率同比大幅下降。2022年公司毛利率下降至16.7%,同比下降17.6pct。毛利率、净利率后续有望在TCO玻璃产能释放推动下回升。公司整体费用率控制良好,2022年公司销售、管理、研发费用率分别为0.7%、4.3%、2.8%。-10%0%10%20%30%40%50%02040608020182019202020212022营业收入(亿元)同比增速(%)-100%0%100%200%300%400%0.02.04.06.08.010.012.014.020182019202020212022归母净利润(亿元)同比增速(%)请务必阅读报告末页的重要声明42行业报告│行业深度研究图表63:2018-2022年公司盈利能力图表64:2018-2022年公司费用率情况资料来源:Wind,国联证券研究所资料来源:Wind,国联证券研究所TCO玻璃供需共振,有望推动盈利增长。公司已与国内部分碲化镉、钙钛矿电池企业建立TCO玻璃供应关系,并得到下游客户认可,钙钛矿头部企业协鑫光电为公司TCO玻璃客户之一。不仅如此2022年10月,公司与头部钙钛矿电池组件生产企业纤纳光电签署钙钛矿用TCO系列玻璃战略合作协议,未来将根据纤纳光电的钙钛矿扩产规划,投资建设相应的TCO玻璃产线。为满足钙钛矿电池用TCO玻璃的需求,2022年9月,滕州金晶二线600t/d玻璃生产线停产冷修,后续公司将其升级改造为TCO玻璃产线。图表65:金晶科技盈利预测业务项目202120222023E2024E2025E纯碱营业收入(亿元)20.328.224.621.720.1营收增速(%)39.1%-13.0%-11.5%-7.7%毛利率(%)18.2%30.9%18.0%16.0%20.0%建筑玻璃营业收入(亿元)13.1014.4015.8517.43YoY(%)10.0%10.0%10.0%毛利率(%)-10.3%12.0%15.0%15.0%技术玻璃营业收入(亿元)20.118.219.120.121.1YoY(%)-9.2%5.0%5.0%5.0%毛利率(%)46.9%15.5%20.0%23.5%23.5%光伏玻璃营业收入(亿元)6.710.015.326.4YoY(%)50.4%52.7%72.6%毛利率(%)5.5%19.9%22.3%20.9%镀膜类、深加工及节能玻璃营业收入(亿元)5.25.86.37.0YoY(%)10.0%10.0%10.0%毛利率(%)20.5%22.0%23.0%24.0%其他营业收入(亿元)2.63.13.13.13.1YoY(%)20.7%0.0%0.0%0.0%毛利率(%)30.9%24.8%25.0%25.0%25.0%21.7%20.7%20.2%34.3%16.7%1.6%2.0%7.2%19.3%4.6%1.9%2.4%7.8%26.5%6.5%0%10%20%30%40%20182019202020212022毛利率(%)净利率(%)净资产收益率(%)2.4%1.9%0.8%0.7%0.7%5.3%5.5%4.7%5.6%4.3%2.1%2.7%2.6%2.9%2.8%0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%20182019202020212022销售费用率(%)管理费用率(%)研发费用率(%)请务必阅读报告末页的重要声明43行业报告│行业深度研究合计营业收入(亿元)43.074.677.082.595.1YoY(%)73.6%3.3%7.1%15.4%毛利率(%)34.3%16.7%18.2%19.7%20.6%资料来源:Wind,国联证券研究所金晶科技是浮法玻璃领军企业,在TCO玻璃领域深耕多年。我们预计公司2023-2025年营收分别为77.0/82.5/95.1亿元,归母净利润分别为6.06/7.91/9.91亿元。我们预计2023-2025年公司营业收入及归母净利润增速分别达到3.3%/7.1%/15.4%和70.26%/30.55%/25.21%,EPS分别为0.42/0.55/0.69元/股,对应PE分别为18.7/14.4/11.5倍,参考可比公司,我们给予公司24年20倍PE,对应目标价11.0元,首次覆盖,给予“买入”评级。图表66:金晶科技可比公司股票证券市值EPSPECAGR-3PEG评级代码简称(亿元)2023E2024E2025E2023E2024E2025E601636.SH旗滨集团2460.831.151.4011.047.976.5441.64%0.16-600819.SH耀皮玻璃440.060.130.1882.0840.3129.80106.65%0.37买入平均值46.5624.1418.1774.15%0.27-600586.SH金晶科技1140.420.550.6918.7414.3611.4740.48%0.27买入资料来源:Wind,国联证券研究所注:旗滨集团盈利预测均为Wind一致预期,耀皮玻璃为国联证券研究所测算,股价数据截至2023年7月31日风险提示:光伏玻璃产能大规模投放导致公司市占率受到挤压的风险、公司光伏玻璃扩产项目进展不及预期、政策监管风险4.2耀皮玻璃:TCO玻璃有望开启新成长曲线耀皮玻璃成立于1983年,于1993年改制上市,与全球玻璃制造商英国皮尔金顿公司实现紧密合作。公司是中国玻璃制造行业较早的上市公司,在国内高品质玻璃领域耕耘三十多年。公司目前拥有浮法玻璃、建筑加工玻璃、汽车加工玻璃、特种玻璃等四大业务板块。公司产品并被广泛应用于北京中国尊、上海中心大厦、上海浦东机场三期、香港环球贸易广场、日本新东京电视塔、德国法兰克福航空枢纽、科威特哈马拉大厦等全球地标性建筑中。22年耀皮玻璃浮法玻璃共拥有天津1150t/d(1窑2线)、常熟1200t/d(1窑2线)2个生产基地和4条先进浮法玻璃产线,可生产超白浮法玻璃及在线镀膜Low-E玻璃;建筑加工玻璃共拥有上海、天津、江门、重庆等四个生产基地,具备中空玻璃年产能850万平,镀膜玻璃产能1450万平;汽车加工玻璃共拥有上海、仪征、武汉、常熟、天津、桂林等六个生产基地,已成为上海通用、上海大众、广汽、比亚迪等知名车企供应商。特种玻璃方面,公司现在常熟拥有300t/d(1窑2线)压延玻璃产线,可用于光伏组件。2018-2022年公司整体营收状况相对稳定。2022年营收为47.56亿元,同比增请务必阅读报告末页的重要声明44行业报告│行业深度研究长2.3%。受2021年以来上游燃料、纯碱价格大幅上涨和下游汽车玻璃及建筑行业玻璃需求大幅减少导致的浮法玻璃价格下行的双向影响,2022年公司归母净利润为0.15亿元,同比减少85.8%。图表67:2018-2022年公司营收情况图表68:2018-2022年公司归母净利润情况资料来源:Wind,国联证券研究所资料来源:Wind,国联证券研究所受2021年以来上游燃料、纯碱价格大幅上涨和下游汽车玻璃及建筑行业玻璃需求大幅减少导致的浮法玻璃价格下行的双向影响,2022年公司毛利率下降至14.0%,同比下降5.4pct。公司整体费用率相对稳定。2022年公司销售、管理、研发费用率分别为2.4%、5.5%、4.7%。图表69:2018-2022年公司盈利能力图表70:2018-2022年公司费用率情况资料来源:Wind,国联证券研究所资料来源:Wind,国联证券研究所2022年公司完成了小型镀膜实验线的安装和调试,有序推进以镀膜技术为核心的超低能耗Low-E中空玻璃、光伏天窗玻璃、电控调光玻璃、薄膜电致发光显示器、星空玻璃、化学钢化玻璃等新产品的攻关。黑玻保持较高成品率,成功进入乌兹别克斯坦、俄罗斯等新市场、2.8mm在线镀膜产品成功出口日本。新能源汽车方面,浮法玻璃板块完成了2mm镀膜的试生产。耀皮玻璃引进国际玻璃巨头Pilkington的超白浮法玻璃生产技术,玻璃性能在-15%-10%-5%0%5%10%15%20%0102030405020182019202020212022营业收入(亿元)同比增速(%)-100%-50%0%50%100%150%0.00.51.01.52.02.520182019202020212022归母净利润(亿元)同比增速(%)18.4%21.6%21.8%19.4%14.0%2.8%4.9%4.1%2.9%0.5%3.0%6.5%5.3%3.1%0.4%0%5%10%15%20%25%20182019202020212022毛利率(%)净利率(%)净资产收益率(%)5.1%5.4%5.4%5.2%2.4%5.9%5.7%6.6%4.8%5.5%3.6%3.9%4.5%4.5%4.7%0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%20182019202020212022销售费用率(%)管理费用率(%)研发费用率(%)请务必阅读报告末页的重要声明45行业报告│行业深度研究市场上处于领先水平,并且公司具备在线FTO玻璃的生产能力,目前主要应用于电子行业的平板显示器、触摸屏等,后续有望应用于钙钛矿电池。2022年12月,耀皮玻璃投资3.05亿收购AGC株式会社的全资子公司艾杰旭特种玻璃(大连)有限公司100%股权,其拥有一条在线镀膜浮法玻璃生产线,太阳能玻璃、汽车玻璃、家电和电子玻璃及建筑玻璃,浮法玻璃厚度生产范围在1.0~25mm。在汽车超薄在线镀膜Low-E玻璃和聚光太阳能热发电玻璃拥有绝对领先的技术及占据绝对优势的市场份额。艾杰旭最早在2016年就成功生产出应用于碲化铬薄膜发电的TCO玻璃。收购艾杰旭生产线可弥补公司浮法玻璃产品短板,同时拓展公司在Low-E、TCO玻璃领域的业务,为将来在钙钛矿领域应用做好铺垫。图表71:耀皮玻璃盈利预测业务项目202020222023E2024E2025E浮法玻璃营业收入(亿元)8.27.28.49.210.1营收增速(%)-12.2%16.7%9.7%9.0%毛利率(%)20.1%15.7%18.0%20.0%20.0%加工玻璃营业收入(亿元)20.1922.4423.5624.7425.98YoY(%)11.1%5.0%5.0%5.0%毛利率(%)20.5%15.0%17.0%19.0%20.0%汽车加工玻璃营业收入(亿元)11.5513.6314.3115.0215.78YoY(%)18.0%5.0%5.0%5.0%毛利率(%)16.3%16.0%16.0%16.0%16.0%其他营业收入(亿元)0.890.880.880.880.88YoY(%)-1.3%0.0%0.0%0.0%毛利率(%)2.2%2.0%2.0%2.0%2.0%合计营业收入(亿元)40.844.247.249.952.7YoY(%)8.1%6.8%5.7%5.7%毛利率(%)21.8%14.0%16.6%18.0%18.5%资料来源:Wind,国联证券研究所耀皮玻璃是浮法玻璃及加工玻璃老牌企业,收购艾杰旭特种玻璃(大连)后,未来有望在钙钛矿用TCO玻璃领域占据一席之地。我们预计公司2023-2025年营收分别为47.2/49.9/52.7亿元,归母净利润分别为0.60/1.22/1.65亿元。我们预计2023-2025年公司营业收入及归母净利润增速分别达到6.8%/5.7%/5.7%和292.50%/103.66%/35.25%,EPS分别为0.06/0.13/0.18元/股,对应PE分别为82.1/40.3/29.8倍,参考可比公司,我们给予公司24年50倍PE,对应目标价6.5元,首次覆盖,给予“买入”评级。图表72:耀皮玻璃可比公司股票证券市值EPSPECAGR-3PEG评级代码简称(亿元)2023E2024E2025E2023E2024E2025E请务必阅读报告末页的重要声明46行业报告│行业深度研究601636.SH旗滨集团2460.831.151.4011.047.976.5441.64%0.16-600586.SH金晶科技1140.420.550.6918.7414.3611.4740.48%0.27买入平均值14.8911.169.0041.06%0.22-600819.SH耀皮玻璃440.060.130.1882.0840.3129.80106.65%0.37买入资料来源:Wind,国联证券研究所注:旗滨集团盈利预测均为Wind一致预期,金晶科技为国联证券研究所测算,股价数据截至2023年7月31日风险提示:被收购公司业绩不及预期、浮法玻璃库存维持高位、燃料价格维持高位4.3宝馨科技:叠层电池研发支撑长期增长宝馨科技成立于2001年,2010年在深交所中小板上市。公司历经两次战略转型,在2021年变更实控人和管理团队,并制定了“新能源+智能制造”双轮驱动的发展方针。公司现有精密数控钣金业务(智能制造)属于传统金属加工行业,该行业已进入长期稳定发展的成熟时期。新能源有望构成公司未来主要增长曲线,包含高效异质结和钙钛矿电池、充换电、火电调峰等三大方向。1)异质结产能稳步推进:2022年公司在连云港市投建的500MW光伏组件产线已投产。怀远异质结电池组件一期产能2GW目前厂房搭建已基本完成,预计今年投产,怀远二期产能规划为6GW,目前2GW已在推进中,其余4GW处于筹备阶段;鄂托克旗异质结电池产能2GW,目前已经开始土地清场工作,并将配套2GW薄片化切片生产线。根据公司规划,到2023/24年底,公司异质结产能有望达4/10GW。公司异质结技术将采用硅片半片薄片化、去铟化、银包铜、无主栅、双面微晶等技术,预计量产效率将超25%,良率超98%。同时,产线后端将预留铜电镀制程工艺及钙钛矿/异质结叠层太阳能电池技术升级改造空间。2)钙钛矿:公司已与张春福、朱卫东、习鹤、周龙、陈大正教授团队签订合作协议,共同推动钙钛矿/异质结叠层太阳能电池的研发、产业化研究及商业解决方案落地。公司钙钛矿团队2014开始做钙钛矿电池研究,2019年开始聚焦于钙钛矿叠层电池,经过近10年的研发,目前实验室效率已达30.26%。公司计划在2023年年中完成实验室建设,2024年启动100MW级的钙钛矿/异质结叠层太阳能电池产线建设,实现实验室效率大于32%,加速老化等效外推达到25年的目标;计划2025年完成GW级叠层量产设计并应用于HJT产线升级改造,实现量产210半片钙钛矿/异质结叠层电池,电池效率在基底异质结的基础上提升率大于15%,首年衰减不超过3%,以后每年衰减不超过0.5%,量产寿命大于25年的目标。3)充换电:2022年,公司充电桩设备、重卡换电设备、车载换电仓总成等产品产线已全面投产,其中充电桩覆盖7kW-360kW功率范围,并已具备年产2万台套充电桩,100台套重卡换电站设备及2000套重卡换电仓总成的生产能力。公司目前已请务必阅读报告末页的重要声明47行业报告│行业深度研究与淮北、池州、重庆有合作,逐步实现公司“光、储、充/换”的战略布局,共同推动区域内整体充换电补能网络布局,有效保障公司充换电产品的消纳,并提供运营服务。4)火电调峰:公司火电灵活性调峰业务主要针对北方热电联产机组在采暖季提供电网调峰辅助服务,调峰业务一般集中在供暖季期间。公司火电灵活性调峰业务为客户提供调峰技术服务、云计算控制、自动控制软件,同时提供节能管理、合同能源管理、电力行业高效节能技术研发,工程和技术研究及实验等服务。2018-2022年公司整体营收状况相对稳定。2022年公司营收为6.84亿元,同比增长7.8%。受2020年大额资产减值影响,2020年公司归母净利润-3.89亿元,在2021年公司更换实控人和管理团队后,2021年公司归母净利润修复至0.12亿元,并在2022年实现归母净利润0.30亿元,同比增加146.1%。我们认为随着公司异质结电池组件于2023年投产,公司未来营收、归母净利润有望实现增长。图表73:2018-2022年公司营收情况图表74:2018-2022年公司归母净利润情况资料来源:Wind,国联证券研究所资料来源:Wind,国联证券研究所盈利能力持续回升,费用率有望进一步下降。在更换实控人和管理团队后,2022年公司毛利率修复至26.6%,相比2020年提升12.6pct,同时公司销售、管理、研发费用率也分别大幅下降至2022年的2.9%、12.8%、4.4%。随着异质结电池组件产能释放,和规模效应的体现,我们预计未来公司各项费用率有望进一步下行。-60%-40%-20%0%20%40%024681020182019202020212022营业收入(亿元)同比增速(%)-800%-600%-400%-200%0%200%-5-4-3-2-101220182019202020212022归母净利润(亿元)同比增速(%)请务必阅读报告末页的重要声明48行业报告│行业深度研究图表75:2018-2022年公司盈利能力图表76:2018-2022年公司费用率情况资料来源:Wind,国联证券研究所资料来源:Wind,国联证券研究所图表77:宝馨科技盈利预测业务项目202120222023E2024E2025EHJT组件营业收入(亿元)18.042.574.3营收增速(%)136.1%74.7%毛利率(%)15.5%17.0%18.0%设备营业收入(亿元)4.745.195.455.726.01YoY(%)9.5%5.0%5.0%5.0%毛利率(%)13.0%17.1%17.0%17.0%17.0%火电调峰营业收入(亿元)1.080.921.011.111.22YoY(%)-15.0%10.0%10.0%10.0%毛利率(%)39.9%30.9%30.0%30.0%30.0%充换电营业收入(亿元)0.320.961.923.06YoY(%)200.0%100.0%60.0%毛利率(%)65.4%35.0%30.0%25.0%其他营业收入(亿元)0.50.40.50.50.5YoY(%)-21.6%10.0%0.0%0.0%毛利率(%)-11.2%91.9%15.0%15.0%15.0%合计营业收入(亿元)6.36.825.951.785.0YoY(%)7.8%278.2%99.8%64.4%毛利率(%)22.3%26.6%17.1%17.7%18.3%资料来源:Wind,国联证券研究所宝馨科技从智能制造切入光伏高效电池制造,未来有望成为异质结、钙钛矿行业优秀企业。我们预计公司2023-2025年营收分别为25.87/51.70/85.00亿元,归母净利润分别为0.68/2.63/6.22亿元。我们预计2023-2025年公司营业收入及归母净利润增速分别达到278.22%/99.85%/64.40%和124.63%/286.17%/136.36%,EPS分别为0.09/0.37/0.86元/股,对应PE分别为95.3/24.7/10.4倍,参考可比公司,由于公司异质结产能释放和钙钛矿研究处于早期,公司具备较好的成长性,我们给予公司35.2%34.1%14.0%22.3%26.6%11.7%8.0%-78.8%2.2%4.0%10.4%6.8%-47.7%2.0%3.4%-100%-50%0%50%20182019202020212022毛利率(%)净利率(%)净资产收益率(%)5.0%6.2%8.3%3.9%2.9%7.3%7.9%14.6%12.4%12.8%4.9%6.5%11.0%3.8%4.4%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%20182019202020212022销售费用率(%)管理费用率(%)研发费用率(%)请务必阅读报告末页的重要声明49行业报告│行业深度研究24年40倍PE,对应目标价14.80元,首次覆盖,给予“买入”评级。图表78:宝馨科技可比公司股票证券市值EPSPECAGR-3PEG评级代码简称(亿元)2023E2024E2025E2023E2024E2025E300118.SZ东方日升2631.682.282.9313.7310.117.8740.34%0.23买入002610.SZ爱康科技1150.100.200.2525.7012.8510.28210.34%0.17买入平均值19.7111.489.08125.34%0.20-002514.SZ宝馨科技650.090.370.8695.2524.6610.44160.85%1.01买入资料来源:Wind,国联证券研究所注:东方日升、爱康科技盈利预测均为Wind一致预期,股价数据截至2023年7月31日风险提示:HJT产能释放不及预期、钙钛矿电池研发不及预期5.风险提示1)钙钛矿技术发展不及预期:钙钛矿技术仍处于早期验证阶段,存在后期量产成本较高、生产良率较低且无法解决稳定性的风险。2)钙钛矿技术路线风险:由于钙钛矿材料体系十分丰富,目前仍有较大的发展空间,存在技术路线变更导致投资损失的风险。3)TCO玻璃成本维持高位:当前浮法玻璃的燃料和原材料价格仍维持较高水平,现有TCO玻璃企业存在产能利用率和浮法玻璃盈利不及预期的风险。请务必阅读报告末页的重要声明50行业报告│行业深度研究重点公司盈利预测与估值表股票代码证券简称股价(元)EPS(元)PE(X)CAGR-3(%)PEG评级变动2023E2024E2025E2023E2024E2025E600586金晶科技7.950.420.550.6918.714.411.540.5%0.27买入600819耀皮玻璃5.260.060.130.1882.140.329.8106.7%0.37买入002514宝馨科技9.020.090.370.8695.224.710.4160.8%1.01买入300263隆华科技7.950.400.630.8320.012.59.6127.9%0.04买入300706阿石创24.560.210.520.84117.247.429.1110.8%0.88买入数据来源:公司公告,iFinD,国联证券研究所预测,股价取2023年07月31日收盘价请务必阅读报告末页的重要声明51分析师声明本报告署名分析师在此声明:我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力,本报告所表述的所有观点均准确地反映了我们对标的证券和发行人的个人看法。我们所得报酬的任何部分不曾与,不与,也将不会与本报告中的具体投资建议或观点有直接或间接联系。评级说明投资建议的评级标准评级说明报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后6到12个月内的相对市场表现,也即:以报告发布日后的6到12个月内的公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中:A股市场以沪深300指数为基准,新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为基准;美国市场以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准;韩国市场以柯斯达克指数或韩国综合股价指数为基准。股票评级买入相对同期相关证券市场代表指数涨幅20%以上增持相对同期相关证券市场代表指数涨幅介于5%~20%之间持有相对同期相关证券市场代表指数涨幅介于-10%~5%之间卖出相对同期相关证券市场代表指数跌幅10%以上行业评级强于大市相对同期相关证券市场代表指数涨幅10%以上中性相对同期相关证券市场代表指数涨幅介于-10%~10%之间弱于大市相对同期相关证券市场代表指数跌幅10%以上一般声明除非另有规定,本报告中的所有材料版权均属国联证券股份有限公司(已获中国证监会许可的证券投资咨询业务资格)及其附属机构(以下统称“国联证券”)。未经国联证券事先书面授权,不得以任何方式修改、发送或者复制本报告及其所包含的材料、内容。所有本报告中使用的商标、服务标识及标记均为国联证券的商标、服务标识及标记。本报告是机密的,仅供我们的客户使用,国联证券不因收件人收到本报告而视其为国联证券的客户。本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料,但国联证券对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考,不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估,并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求,必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,国联证券及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本报告所载的意见、评估及预测仅为本报告出具日的观点和判断。该等意见、评估及预测无需通知即可随时更改。过往的表现亦不应作为日后表现的预示和担保。在不同时期,国联证券可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。国联证券的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。国联证券没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。国联证券的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。特别声明在法律许可的情况下,国联证券可能会持有本报告中提及公司所发行的证券并进行交易,也可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。因此,投资者应当考虑到国联证券及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突,投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一参考依据。版权声明未经国联证券事先书面许可,任何机构或个人不得以任何形式翻版、复制、转载、刊登和引用。否则由此造成的一切不良后果及法律责任有私自翻版、复制、转载、刊登和引用者承担。联系我们北京:北京市东城区安定门外大街208号中粮置地广场A塔4楼上海:上海市浦东新区世纪大道1198号世纪汇二座25楼无锡:江苏省无锡市金融一街8号国联金融大厦12楼深圳:广东省深圳市福田区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