钙钛矿光伏电池—革新性潜力大，产业化进行时李航(证券分析师)邱迪(证券分析师)彭若恒(证券分析师)S0350521120006S0350522010002S0350522040003lih11@ghzq.com.cnqiud@ghzq.com.cnpengrh@ghzq.com.cn证券研究报告2023年09月03日电力设备请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2沪深300表现表现1M3M12M电力设备-7.6%-6.9%-25.3%沪深300-5.2%-0.4%-6.2%最近一年走势相关报告《——行业研究：HJT深度1：降银推动量产箭在弦上，铜电镀接力增效蓄势待发链（推荐）电气设备李航》——2022-08-23-0.2752-0.2081-0.1411-0.0740-0.00700.0601电力设备沪深300请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3重点关注公司及盈利预测重点公司代码股票名称2023/09/01EPSPE投资评级股价20222023E2024E20222023E2024E601012.SH隆基绿能26.581.952.483.0722.210.78.7未评级688223.SH晶科能源10.770.290.740.9494.414.511.5未评级002459.SZ晶澳科技27.752.352.863.6445.19.77.6买入688599.SH天合光能33.611.693.464.6040.59.77.3未评级600438.SH通威股份32.165.714.203.5817.67.79.0买入688472.SH阿特斯15.190.701.201.601601.412.79.5未评级300118.SZ东方日升20.011.061.702.3023.4211.198.29买入000821.SZ京山轻机17.690.490.710.9333.4723.2817.74买入688378.SH奥来德41.521.101.331.9045.431.8622.30买入688170.SH德龙激光37.500.650.881.3644.242.827.6未评级300724.SZ捷佳伟创87.603.014.987.0437.8817.8012.58买入301325.SZ曼恩斯特96.812.263.034.86122.131.919.9未评级600586.SH金晶科技7.330.250.450.618.016.211.9未评级资料来源：Wind资讯，国海证券研究所补充注释:未评级的标的盈利预测来自万得一致预期请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明4◆1、钙钛矿电池是发展迅速的第三代太阳能电池，革新材料体系带来优异性能特点。钙钛矿是一类离子化合物晶体，作为太能电池的半导体吸光材料具有带隙范围宽且连续可调、吸光能力强等优异特性，因此在电池理论转换效率和发电能力方面皆高于主流晶硅材料电池，钙钛矿电池的材料体系十分丰富，也可以用作叠层电池以更大程度的利用太阳光谱能量，达到40%以上的转换效率。◆2、钙钛矿电池在效率、材料、制造端的先天优势带来很高的产业化潜力，但稳定性和大面积制作方面的核心挑战待解决。钙钛矿电池具有很高的产业化潜力，一方面高电池转换效率和高发电量增益是推动光伏发电系统的度电成本LCOE降低的核心因素，另一方面钙钛矿电池在生产端原材料十分易得，获取成本低廉，同时其制造环节少、工艺简短、能耗低，因此未来在综合成本经济性上有望超越晶硅电池。当前钙钛矿电池的使用寿命还受限于稳定性，大面积制造后也存在远低于理想效率的问题，不过目前有诸多手段正处于研究进程中，有望解决这两大问题。此外，BIPV等新兴运用场景也有利于发挥钙钛矿电池外观丰富的优势并规避稳定性等问题，有望成为其产业化的桥梁。◆3、钙钛矿电池的规模化量产制造已形成一定方案，但核心环节仍有多种技术路线竞争中持续发展。单结钙钛矿电池与组件的制造呈现“一体化”特点，在核心的前道电池制造工序中，膜层制作质量是电池性能的关键，大致可分为以夹缝涂布为代表的“湿法”和以蒸镀、PVD、RPD为代表的“干法”，适用于不同的功能层制作和所用材料，总体各有优劣且不断发展成熟，激光刻线则是比较固定的工艺。此外，“两端”叠层电池两个子电池上下为一体，“四端”叠层电池两个子电池分别制作独立运行，两者的制作方法和难点也有所不同。核心提要请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明5核心提要◆4、当前钙钛矿电池行业已经涌现出一批优秀的新兴企业，传统晶硅电池企业也在着力进行技术布局。国内协鑫光电、纤纳光电、极电光能等新兴钙钛矿电池企业近年来发展迅速，凭借良好的研发团队实力在电池转化效率方面屡创世界纪录，多种类型的产品已经在量产过程中，也已经有商业化的应用出现。在资本加持下，业内已有数条百兆瓦级钙钛矿电池产线建立，随技术持续进步和验证，GW级产线也有望在接下来几年时间里放量。隆基、晶科、通威等传统晶硅电池企业也在积极布局钙钛矿技术，以叠层电池为主要方向，为下一次产品的重大迭代升级做准备。◆5、设备、材料端已有诸多国内企业布局，把握“从0到1”过程中的先发红利。对于镀膜、涂布、激光等核心环节，已有不少国内领先企业能提供性能优良的主要设备，在一些领域打破国外企业垄断，同时在镀膜玻璃、靶材等核心材料也有国内企业实现了良好布局，在钙钛矿技术从实验室走向产业化过程中有望凭借先发优势率先受益。◆6、风险提示：技术进展不及预期、光伏行业需求波动、海外政策影响、其他能源竞争力加强、宏观经济下行影响行业整体发展、数据测算和预测假设存在主观性。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明66一、钙钛矿电池：革新材料结构，优异性能特点1.1钙钛矿电池：发展迅速的第三代太阳能电池1.2钙钛矿晶体：离子化合物半导体，优异吸光性能1.3发电原理：光生载流子实现分离，可调带隙打破晶硅效率上限1.4电池结构：五层基本构造，可叠层制作多节电池请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明71.1钙钛矿电池：发展迅速的第三代太阳能电池◆钙钛矿为第三代太阳能电池代表：过去在60多年的时间里，已经有三代太阳能电池发展出来。第一代是以硅材料为基本材料的太阳能电池，是目前最成熟的主流商业电池；第二代是薄膜太阳能电池，以铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)电池为代表，相比第一代具有厚度薄、光电转化效率高等的优势，但部分因素也限制了这类电池的发展，如部分材料储量稀少或有毒性，制备过程复杂等；第三代为新型太阳能电池，主要包括钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池。◆诸多优异特性，从诞生起备受关注，成为产业界和学术界热点：钙钛矿电池在2009年才首次诞生，但因其在理论转换效率、发电能力、低生产成本、多应用场景等方面的优秀潜力，在学术界和产业界受到了大量的关注和重视。从2021年到2022年，钙钛矿领域投资额已经接近100亿元。在之前的几年中，据WebofScience统计，其上的钙钛矿文章的数量增加到了惊人的10000篇/每年。图表：太阳能电池发展历程资料来源：东方富海，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明81.2钙钛矿晶体：离子化合物半导体，优异吸光性能◆钙钛矿材料是一大类具有ABX3结构离子化合物的统称。钙钛矿最初指代CaTiO3矿物，以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名，现在已经成为一大类具有ABX3类似结构化合物的统称。从晶体结构来看，A位阳离子占据正方体的八个顶点，阴离子X填充在晶格6个面的中心位置，而B位阳离子则位于正方体晶格的体心位置，其中BX3又构成了一个正八面体。◆光伏领域钙钛矿材料一般为有机无机卤化物钙钛矿材料。1）A位为正一价的有机或无机阳离子，主要为甲胺离子（CH3NH2+，简记MA+）、甲脒离子（CH(NH2)2+，简记FA+）和金属铯离子（Cs+），2）B位为正二价的金属离子，包括亚铅离子（Pb2+）、亚锡离子（Sn2+）和亚锗离子（Ge2+）等，3）X位为负一价的卤素阴离子，主要为碘离子（I-），溴离子（Br-），氯离子（Cl-）。◆钙钛矿材料用于制作太阳能电池具备优异的光电性能。钙钛矿材料作为一种半导体材料，不仅可以通过光生伏特效应将光能转化为电能，还具有独特性能：1）载流子扩散长度长，激子结合能低，更容易解离为自由载流子，有利于形成有效光电流，2）光吸收系数高，钙钛矿为直接带隙半导体光吸收系数比硅高出很多，有效减小了吸光层所需的厚度和收集光生载流子的难度，3）非辐射复合低，钙钛矿晶粒的大小和晶界在一定范围内对缺陷密度的影响不是很大，有利于高开压和高效率。图表：钙钛矿晶体结构示意图资料来源：《低成本制备高效率太阳能电池的研究》吕凤，Researchgate图表：钙钛矿材料高吸光系数请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明91.3发电原理：光生载流子实现分离，可调带隙打破晶硅效率上限◆钙钛矿电池通过光生载流子的分离实现对外发电。对于半导体材料，原子周围的价电子吸收光子能量后可以发生跃迁，同时产生空穴，形成光生载流子对（电子-空穴对），当两种自由移动的载流子分别被连接至外部电路的正负电极收集，便能实现对外发电。◆钙钛矿电池发电原理可分为三步：➢1）光吸收与激子产生：太阳光照射进钙钛矿吸光材料，能量大于钙钛矿带隙的光子能将钙钛矿价带的电子激发，使其进入导带，并在价带产生一个空穴，这对电子和空穴以库仑相互作用束缚在一起，共同运动，称为激子。➢2）载流子分离与输运：激子在热能的作用下解离成为自由的电子和空穴，钙钛矿材料中离子迁移能屏蔽器件内部电场，因而在钙钛矿层的大部分区域中，解离的电子和空穴以无规则热运动的形式进行扩散并输运至与空穴传输层（HTL）和电子传输层（ETL）界面处。➢2）载流子抽取和收集：ETL的导带低于钙钛矿层的导带，价带也低于钙钛矿层的价带，能选择性抽取电子而阻挡空穴，HTL则相反，从而实现电子和空穴的选择性抽取。电子和空穴进入各自的传输层中后，经过输运被两侧电极收集，与外电路连通即有电流产生。图表：钙钛矿太阳能电池发电原理资料来源：大正微纳官网，《钙钛矿太阳能电池中的缓冲层研究进展》陈永亮,唐亚文,陈沛润,张力,刘琪,赵颖,黄茜,张晓丹请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明101.3工作原理：光生载流子实现分离，可调带隙打破晶硅效率上限◆钙钛矿材料带隙根据组分的不同可在较大的范围内连续调节。与硅、砷化镓等拥有固定带隙的半导体材料不同，钙钛矿晶体成分本身具有多样性，因此其禁带宽度也并不固定，而是随ABX3结构中各元素类型和含量不同而变化，理论范围达1.15-3.06eV，并能实现连续可调。具体来看，通常A位阳离子半径越小，钙钛矿材料带隙越大，B位随用Sn代替Pb的含量增加，带隙将会减小，X位Br离子的掺杂则会使得带隙增大。◆在钙钛矿材料的带隙覆盖范围内，可实现单结太阳能电池最大理论效率。带隙是决定半导体利用太阳光能力的根本因素之一，因为不同频率太阳光的能量不同，窄带隙半导体的电子不能被长波光所激发，宽带隙半导体虽然可利用的光波范围广，但光子能量的利用率低，根据肖克利-奎瑟极限（Shockley–Queisserlimit），单结太阳能电池的理想带隙应该为1.4eV，该带隙下降太阳光能量转换为电能的转换效率为33.7%。相比之下，硅的带隙仅为1.12eV，理论转换效率为29.4%，因此钙钛矿电池在转换效率方面超过晶硅电池。图表：不同半导体材料电池的理论转换效率图表：太阳光谱与光伏电池吸收范围资料来源：Viridiansolar、Ofweek请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明111.4电池结构：五层基本构造，可制作叠层多节电池◆钙钛矿太阳能电池的基本构造为五层“三明治”结构，其中以钙钛矿层为中心，上下两侧为两个传输层，最外侧为两个电极层：➢1）钙钛矿层，吸收光照能量，在内部产生激子（载流子对）;➢2）电子传输层，将电子高效地向电极传输，并阻挡空穴向外侧电极移动，实现载流子的分离，防止钙钛矿层与电极直接接触内部短路;➢3）空穴传输层，将空穴高效地向电极传输，同时阻挡电子向外侧电极移动，实现载流子的分离;➢4）电极层，在两侧分别提取电子和空穴，与外部电路相连，面向光照方向一侧为底电极，另一侧为顶电极或背电极。➢近年来，无空穴/电子传输层的钙钛矿电池也在逐步被深入研究。◆电池结构可分为平面正式、平面反式和介孔结构三类。按照钙钛矿薄膜是否在TiO2介孔支架层上生长，可分为介孔结构和平面结构，前者是钙钛矿电池发展初期最常见结构，按照接受光照方向各层顺序依次为“底电极/电子传输层/钙钛矿层/空穴传输层/顶电极”。后期研究者意识到半导体支架并非必要，于是产生了平面结构，其中正式平面结构各功能层顺序与介孔结构一致，可表示为“n-i-p”，优势是可以达到很高的实验室效率，反式结构中两个传输层顺序对换，表示为“p-i-n”，其特点是可以在低温条件下完成整个制备流程，且材料结构稳定性更强，是当前产业化研究的重点。图表：钙钛矿电池基本结构资料来源：艾邦光伏网，MDPI，中科院之声，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明121.4电池结构：五层基本构造，可制作叠层多节电池◆钙钛矿电池各功能层都有相对广泛的可选材料，一般会综合考虑不同要求要求进行搭配。钙钛矿电池可选用的材料体系丰富，各功能层都有不同的材料类型，但为了达到较理想的电池效率，各层之间需要有较好的能级匹配，然后还需要考虑材料的稳定性、成本等因素：➢1）钙钛矿层方面，为了形成基本的稳定结构，A、B、X位离子的有效离子半径配比需要满足特定的容忍因子条件，根据A位是否有机离子可分为有机无机杂化钙钛矿和全无机钙钛矿，前者综合性能良好运用广泛、后者热稳定性好但效率较低，2）空穴传输层方面，有机小分子spiro-OMeTAD由于与钙钛矿层良好的能级匹配性而运用广泛，PEDOT:PSS等聚合物材料具备良好的成模性与柔性，但高温下不稳定且部分材料制备繁琐成本高，3）电子传输层方面，石墨烯、PCBM等有机材料具有良好的能级匹配，但稳定性较差，TiO2、SnO2等金属氧化物实际使用最为广泛，4）电极层方面，底电极需要具备透光性，一般采用ITO、FTO等TCO玻璃，顶电极实验室常采用导电性良好的金属Au，但价格昂贵，使用TCO则有利于制作双面发电结构，碳材料因低廉价格和良好的性能，也成为一种良好选择。功能层材料类型代表材料特点钙钛矿吸光层有机无机杂化CH3NH3PbI3、HC(NH2)PbI3、CH3NH3SnI3、FA0.7MA0.3PbI2.55Cl0.45、FA0.6Cs0.4Pb(I0.7Br0.3)3运用广泛，MA甲醚体系稳定性相对强全无机CsPbBr3、CsPbIxBr3-x、KPbI3、热稳定性优异、但光电转换能量损失较大空穴传输层有机小分子spiro-OMeTAD能级可调完全匹配、空穴迁移率较低、价格昂贵聚合物PEDOT:PSS、PATT、TPD、NPB成膜性好、柔性好，但高温不稳定、制备繁琐成本高无机材料NiO、CuSCN，Cu2O、CuO、CuI、高迁空穴移率、高稳定性、低成本、易于合成、但容易引起高的缺陷态密度电子传输层有机材料石墨烯C60、富勒烯及衍生物PCBM、BCP适能级良好匹配、溶液处理容易、但成膜粗糙多针孔、环境稳定性和光稳定性较差金属氧化物TiO2、SnO2、ZnO、CdSe、Zn2SnO4不同材料差异较大，包括电子迁移率、工艺复杂度、环境稳定性等、部分材料元素存在毒性电极层金属Au、Ag、Cu导电性强、贵金属成本高、银与碘可能反应TCOITO、FTO可透光、成本相对低、导电性稍低碳材料石墨、炭黑、碳纳米管及复合材料价格低、来源广泛、较好能级匹配资料来源：光伏技术，《基于钙钛矿太阳能电池的界面修饰及稳定性研究》陈清华，《钙钛矿电池性能优化及稳定性研究》王硕等，国海证券研究所图表：钙钛矿电池基本结构请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明131.4电池结构：通常五层基本构造，可制作叠层电池◆不同带隙半导体材料构成叠层电池，可以获得超过40%的转换效率。单一半导体材料对太阳光能量的利用能力有限，而不同带隙的材料对太阳光中不同波长部分的利用能力不同，因此如果将两种以上的材料上下叠层放置，把带隙较宽的材料置于上方以主要吸收利用短波长的光，带隙较宽材料置于下方以主要利用长波长的光，则能提升太阳光全光谱的吸收率，更大程度的利用太阳光能量，获得更高的转换效率，根据理论计算，两种材料叠层电池的效率可以达到40%以上。◆钙钛矿较宽且可调节的带隙是制造电池的良好材料。钙钛矿材料带隙可以达到1.5eV以上，是作为叠层顶电池的良好选择，可以与晶硅等窄带隙材料进行搭配，另一方面，两种不同带隙的钙钛矿材料也能相互结合，制作全钙钛矿叠层电池。资料来源：PVEducation，中国科学技术大学化学与材料学院图表：叠层太阳能电池光利用原理图表：晶硅钙钛矿叠层电池量子效率图表：两种材料叠层电池理论效率可超40%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明14二、产业化潜力：突出先天优势，核心挑战待解决2.1研究端转换效率突破迅速，更强发电能力潜力突出2.2生产端材料易得、制造链简短，带来产业化基础优势2.3规模量产核心挑战——稳定性与大尺寸制作2.4技术升级多方面探索，可靠性认证时间检验2.5丰富外观带来价值，新应用场景提供产业化桥梁2.6国内外政策支持，助力钙钛矿产业化请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明152.1科研端转换效率突破迅速，更强发电能力潜力突出◆高理论潜力下，钙钛矿太阳能电池效率进步迅速，研发进展远超晶硅电池。自日本学者TsutomuMiyasaka在2009年第一次将钙钛矿电池制作而成，在过去十多年里钙钛矿电池的效率在科研端进步十分迅速，完成了晶硅电池五十年的突破历程。最初钙钛矿电池的光电转换效率仅3.8%，后续随材料、结构、工艺等方面的持续优化，在3年左右的时间里便将效率记录提升到了10%以上，6年左右便达到了20%以上。在2023年7月，中国学者再次完成重大突破，将单结钙钛矿电池的认证效率记录提升到了26.1%，逼近隆基绿能公司不久前所创造的晶硅电池效率记录26.81%的效率记录。时间电池转换效率/%研发团队钙钛矿电池效率提升优化步骤20093.8%TsutomuMiyasaka将有机-无机杂化的钙钛矿材料CH3NH3Pbl3作为吸光层20116.5%Jeong-HyeokIm使用量子点钙钛矿太阳电池，优化TiO2ETL201210.9%MichaelM.Lee将TiO2替换为AI2O3201315.4%MingzhenLiu蒸镀工艺制备钙钛矿薄膜201417%NormanPellet多步进行生长：先生长Pbl2；再生长CH3NH3l201419.3%YangYang通过PELE对ITO透明导电薄膜进行界面修饰201520.1%SangIISeok采用阳离子交换201722.1%SangIISeok使用两步法旋涂成膜，结合I3-离子修复钙钛矿缺陷201823.3%JingbiYou用PEA+阳离子钝化缺陷202125.7%JinYoungKim调控FAPbl3，进行仿卤化阴离子甲酸根掺杂202125.8%UNIST电子传输层和钙钛矿层之间插入中间层，减少界面缺陷。202326.0%CAS半导体——202326.1%JixianXu——图表：单结钙钛矿电池效率提升历程资料来源：ACSPublications、PubMed、Science、nature、FPO、Perovskite-info、pvmagazine-PhotovoltaicsMarketsandTechnology索比光伏网、中国科学技术大学等、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明162.1科研端转换效率突破迅速，更强发电能力潜力突出◆提高转化效率是降低光伏发电产品生产成本和电站发电成本的关键途径。1）光伏电池的光电转换效率是光伏组件功率的核心决定因素，同样制造成本情况下，提升转换效率可以显著摊薄组件的材料和制作成本，2）从实际发电成本角度来看，电池转换效率也是组件总发电量的重要决定因素，更高转换效率可以带来度电成本LCOE的显著摊薄。◆高弱光响应、低衰减、温度系数接近零，同等转换效率下钙钛矿发电量可高出10%：钙钛矿具备对杂质极高的容忍度和极强的吸光能力，在弱光下也能保持更好的发电功率，同时可以避免晶硅电池中常见的LIP、PID和LeTID等衰减，此外接近于零的温度系数使得钙钛矿电池在较高温度下几乎没有效率损失，因此在实际运行中同等转换效率下的钙钛矿电池可以有明显的发电量增益，或者说达到更高效率晶硅电池的实际发电效果，增幅可达10%。图表：NREL历年最高效率收录情况图表：电池转化效率和实际发电能力对光伏成本的影响资料来源：NREL、CPIA光伏业协会《中国光伏产业发展路线图》、GreenSarawak、中环半导体、晶澳太阳能、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明172.2生产端材料易得、制造链简短，带来产业化基础优势◆从材料端看，钙钛矿吸光材料的原料广泛常见、易于获取，本身纯度要求低、用量小、成本低廉，其他功能层也有相对经济的选择：➢1）钙钛矿晶体通常使用的甲胺、甲醚等有机盐、金属铅盐和非金属卤素离子等都材料十分常见而广泛存在，容易低成本的获取。➢2）钙钛矿吸光材料对缺陷相对不敏感，通常达到90%即可制造效率超过20%的电池，相比之下晶硅的电池需要很高纯度的硅单质作为吸光材料，纯度要求至少达到达99.9999%，从硅料开始就需要投入大量成本用于进行提纯工艺。➢3）钙钛矿的高吸光性能使得制作电池时所需用量很小，膜层厚度不到500纳米，相比之下晶硅电池所用硅片目前厚度都在100微米以上，因此72片晶硅组件的电池所需要消耗的高纯硅原料为1kg，而相同面积的钙钛矿组件所需钙钛矿材料仅2g左右。➢4）传输层方面可以使用性能良好又常见的金属氧化物，如氧化锡SnO2、电极层方面可以选择已经成熟运用的FTO玻璃等。◆从生产端来看，钙钛矿电池组件生产环节少，制造周期短，能耗与碳排低，具备天然的低成本潜力：➢1）钙钛矿电池组件生产具有一体化特征，且不需要专门的提纯工艺，因此可以在集中在一个工厂里的流水线上完成生产，从玻璃、靶材、化工原料进入到组件成型仅需要45分钟。相比之下，传统的晶硅组件分为硅料、硅片、电池片、组件四个生产环节，需要四个专门的工厂进行生产，即使所有环节无缝对接，也要耗时三天以上才能完成生产。➢2）在钙钛矿组件的制作过程中，工艺温度不超过150℃，加之工艺流程短，整体能耗很低，每瓦组件耗能仅约0.23kWh，碳排量也相对小，相比之下晶硅电池生产存在诸多大量耗能的工艺，每瓦组件耗能超过1kWh。➢3）此外，从工厂投资金额来看，钙钛矿电池组件生产在达到一定成熟度后，1GW产能的投资仅5亿元左右，而晶硅组件四个环节产能加起来投资接近10亿元。资料来源：赶碳号科技、全球光伏、索比光伏、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明182.2生产端材料易得、制造链简短，带来产业化基础优势电极材料,37%玻璃及其他封装材料,32%钙钛矿,5%能源动力,14%固定资产折旧,9%人工成本,3%◆产业进入成熟阶段后，钙钛矿组件成本预期可降至0.5-0.6元/W，极具竞争力：按照一般新技术发展规律，随钙钛电池技术的不断成熟和大规模运用，组件的效率、生产良率等都还有提升空间，规模效应下运营成本将不断下降，设备端也有望持续降本，根据协鑫光电此前数据，百兆瓦级钙钛矿产线下组件效率有望在近一两年内陆续突破18%、20%，单瓦生产成本将小于1元/W，当钙钛矿电池达到5-10GW级别量产后，成本可降至0.5-0.6元/W，届时相比晶硅电池就会显示出明显优势。图表：钙钛矿、晶硅电池产线投资额对比图表：钙钛矿组件成本结构拆分（2019年11月）资料来源：赶碳号科技、索比光伏网、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明192.3规模量产核心挑战——稳定性与大尺寸制作◆钙钛矿电池的使用寿命较大程度受制于稳定性，成为产业化主要挑战：太阳能电池的发电能力一般会随工作时间的增加而逐步减弱，维持一定的基本转换效率水平的时间就是电池的寿命，在一定的初始成本下，太阳能电池的寿命越长，生命周期累计发电量就越多，度电成本LCOE也越低。但由于钙钛矿电池的稳定性较差，使用寿命相对比较短，早期仅有几分钟，在过去的报道中一般较长也仅有几千小时，而当下晶硅电池的寿命长达25年以上，因此稳定性成为钙钛矿电池产业化的主要挑战。◆钙钛矿电池的不稳定性来源于钙钛矿材料本身的不稳定，以及电池整体材料结构的不稳定，对环境因素十分敏感。钙钛矿晶体属于离子晶体，工作中卤素离子容易发生移动分解，同时还可能与传输层、电极材料发生负面反应，进一步导致电池的分解失效。另一方面，水分、氧气和紫外光都会促进钙钛矿电池的分解，而当温度较高的时候，钙钛矿也会面临分解问题，同时水氧的分解效果将会加强。图表：钙钛矿与传统电池平准化成本与寿命之间关系图表：钙钛矿电池对环境因素敏感资料来源：《钙钛矿太阳能电池商业化之路上面临的问题》、ScienceDirect请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明202.3规模量产核心挑战——稳定性与大尺寸制作◆钙钛矿电池随制作尺寸的放大，转换效率明显下降，尚难达到商业化普遍应用标准。虽然目前钙钛矿电池在研究层面已达到较高的效率水平，但高效率表现都是在小面积基础上，效率超过20%的电池面积基本要在100平方厘米以内，随制作面积的放大，电池转换效率会明显下降，超过1000平方厘米后效率就不太容易达到18%以上。然而光伏组件（钙钛矿组件与电池面积相当）必须要达到一定的尺寸才能有经济性地摊薄系统成本，目前大规模商业化运用的晶硅电池组件面积一般都在1.6-3.1平方米，因此如何使钙钛矿电池在大面积条件下达到理想效率水平成为产业化的重要挑战。◆膜层制作工艺是限制钙钛矿电池大面积化的主要因素。高转换效率的钙钛矿电池需要致密、整齐、晶粒大小一致且合适的高质量钙钛矿吸光层。由于钙钛矿结晶时间短，工艺窗口小，当制作尺寸放大后，钙钛矿薄膜容易出现孔洞和厚度不均匀等现象，一些制作工艺也会受到面积限制。此外，由于钙钛矿电池普遍使用TCO（透明导电氧化物薄膜）收集电流，其方阻较金属电极的方阻要大，尺寸放大后阻抗导致的器件衰减效率较为明显。图表：面积与效率关系图图表：不同制备方法随面积增大光电转换效率逐渐降低资料来源：SpringerLink、ResearchGate请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明212.4技术升级多方面探索，可靠性认证时间检验◆制作高效、稳定的大尺寸钙钛矿电池，诸多技术手段在不断探索：钙钛矿电池的效率、稳定性和尺寸面积具有较强的关联性，在一定的工艺技术水平下三者往往难以得兼，只能取得一个最优的均衡，为了提升电池经济性，真正实现大规模的产业化，诸多技术手段在不断探索：1）优选材料及组分：增强钙钛矿电池稳定性的重要方法，在钙钛矿材料层面可以采用混合有机阳离子，或引入长链有机阳离子形成二维/三维钙钛矿，提高稳定性，传输层材料方面可以采用如CuCrO2无机空穴传输材料2）膜层改善与修饰工程：钙钛矿电池各膜层的质量及特性既决定电池效率又能决定其稳定性，也是大尺寸制作的主要痛点，可以通过溶剂工程、界面工程和添加剂工程等方式进行优化提升，具体包括采用反溶剂、增加缓冲层、前驱体溶液使用添加剂等方式，是技术升级的关键手段。3）提升封装工艺：水分和氧气入侵是钙钛矿电池不稳定性一大主要原因，因此可以采用密封性更好的材料和工艺，如氟硅聚合物凝胶。4）膜层制作新工艺：如采用真空闪蒸辅助溶液工艺制作大面积钙钛矿层。膜层改善与修饰方法具体内容溶剂工程1）溶剂不仅起到溶解溶质的作用，而且还参与钙钛矿的结晶过程，在控制反应速率、形核生长、粗化晶粒等方面起着多重作用，2）控制溶剂的沸点、蒸气压、路易斯碱度、分子大小和互溶性等性质可以有效改善钙钛矿薄膜性能，3）采用混合溶剂和反溶剂搭配等方法也有利于改善钙钛矿薄膜形貌，提升转换效率。界面工程1）钙钛矿层与传输层界面处容易形成非辐射复合中心，降低器件的光电转换效率和稳定性，2）通过对界面进行处理修饰，如利用多巴胺、碘化处理等方式可以提升电池效率，同时增强稳定性，3）传输层与钙钛矿层之间增加缓冲层，起到钝化提效和抑制分解提升稳定性的效果。添加剂工程1）添加剂是优化钙钛矿太阳电池的有效手段，可以是盐、聚合物等，种类多样，2）在制备钙钛矿层时使用添加剂可以起到调节钙钛矿的结晶和形貌、加速结晶、形成均匀无针孔薄膜等作用，3）传输层添加剂可以减少电阻提升效率，提高稳定性。图表：改善钙钛矿薄膜的优化策略及具体内容图表：钙钛矿电池增加缓冲层（上）和添加助剂改善形貌（下）资料来源：硅酸盐学报，科学通报、德沪涂膜设备，JournalofMaterialsChemistryA、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明222.4技术升级多方面探索，可靠性认证时间检验◆稳定性测试为钙钛矿技术推广的必要手段，专用标准尚未建立，但现有商业化产品已可通过现有IEC标准认证。➢光伏组件要求长达二十年以上稳定可靠的运行，测试是必不可少的检测手段，对于本身不稳定性更突出的钙钛矿组件，如此长时间的运行则是前所未有的挑战，因此更需要通过测试来验证其可靠性，这也是向市场大规模推广的重要基础。➢目前专门针对钙钛矿电池的稳定性测试标准尚未建立，但纤纳公司的商业化大尺寸钙钛矿组件产品（面积1.2x0.6米）已经通过了ICE61215和ICE61730稳定性全体系认证，两项标准测试条件虽是针对晶硅为主的光伏组件，但也一定程度验证了组件在湿热等环境下的可靠性，不过由于两种电池晶体结构和内部构造截然不同，通过认证并非就表明钙钛矿组件寿命就可以像晶硅组件一样达到25年以上。◆未来将会有更多长时间电站运行实证数据，有望验证钙钛矿组件可靠性，有力的推动产业化进行。且不论ICE认证中如双85加速湿热老化测试对钙钛矿组件是否完全有效，电站在实际运行中也存在各种复杂情况，钙钛矿组件在真实环境下的稳定性存在不确定性。不过随钙钛矿电池产业的成长，当前已有不少试验电站项目将持续不断的提供实际运行数据，未来也将会有更多大规模、长时间的户外数据对钙钛矿技术的可靠性进行验证，有望强有力的推动钙钛矿组件进一步市场化。资料来源：光伏們、国海证券研究所测试方面具体测试内容性能测试最大功率点的测试、低辐照度下的性能、热斑耐久实验环境箱老化测试光衰老化实验、冷热循环试验、湿冻测试试验、湿热测试试验、紫外老化试验电器安规试验绝缘试验、湿漏电流试验、旁路二极管试验机械应力测试引出端强度试验、机械载荷试验、冰雹试验户外测试单项及序列测试图表：国际电工委员会(IEC)61215标准具体内容请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明23◆钙钛矿电池可展现出多彩、高透明、柔性化等丰富外观：钙钛矿材料具备良好吸光性能，膜层可以做得很薄，其材料特性给电池外观提供了丰富的开发空间，如丰富色彩、半透明、柔性可弯曲等，同时也能保证一定的发电效率。◆新兴光伏运用场景发电收益及使用寿命要求相对较低，有望成为钙钛矿产业化先期突破口：钙钛矿组件产品受当前转换效率、长期使用寿命等因素限制，在一般光伏电站领域经济性尚难与晶硅产品相比。但在BIPV（建筑光伏一体化）、CIPV（车载光伏）、消费电子等光伏应用领域，高发电收益并不一定是单一的主要考虑因素，使用寿命也并不一定需要太长，而钙钛矿电池丰富的外观优势能得到良好的发挥，更强的弱光发电能力也能在室内、早晚等常见场景体现出优势，因此有望成为培育钙钛矿产业和技术的重要先期市场。图表：彩色半透明钙钛矿组件图表：钙钛矿电池可柔性高2.5丰富外观带来价值，新应用场景提供产业化桥梁资料来源：纤绘光能官网、ESG与企业管理请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明24➢BIPV：根据住建部前期发布的“十四五”规划，到2025年，完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上，全国新增建筑太阳能光伏装机容量0.5亿千瓦以上，BIPV作为将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的节能技术，累计渗透率则有望从2020年的0.1%提升至2030年的5%，市场规模或将达到4000亿元左右，。➢CIPV：CIPV目前尚处于起步阶段，根据初创公司EVSolarKits的方案，安装在Model3和ModelY汽车的车顶上的光伏产品成本为5000元，加装后可让汽车每天多跑100公里。据德沪涂膜设备预计，2023年全球新能源汽车可突破1300万辆，而可安装光伏电池面积预计可达30万平米。➢消费电子：使用太阳能是消费电子环保低碳化发展的方向，其本身使用寿命相对较短，对于电池的价格也不太敏感，主要是在室内弱光等条件使用，成为契合钙钛矿电池的产业化新领域。从消费电子常用的纽扣电池来看，目前的全球市场规模为200亿元，带来较大的空间。图表：钙钛矿在BIPV的应用场景图表：车载光伏图表：太阳能驱动的无线键盘资料来源：仁烁光能官网、华中大技术转移2.5丰富外观带来价值，新应用场景提供产业化桥梁请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明252.6国内外政策支持，助力钙钛矿产业化图表：我国近年来钙钛矿发展相关政策◆钙钛矿技术作为新一代光伏电池技术，在碳中和背景下受到国内多部门政策重视，如《“十四五”可再生能源发展规划》在内的纲领性文件明确提出对钙钛矿高效低成本光伏技术的掌握，工信部等六部门推出的《关于推动能源电子产业发展的指导意见》在聚焦钙钛矿技术发展的前提下，进一步明确了对规模化量产能力的需求。◆海外主要国家将钙钛作为未来关键技术，政策层面给予资金支持。美国政府于2022年出台一系列政策新投入5600万美元资金以刺激美国国内太阳能光伏制造与回收利用，包括支持钙钛矿太阳能电池的开发，通过投资更新的技术巩固本土太阳能供应链，并夺取太阳能领域的领导地位；韩国国内光伏制造商高度重视基于硅和钙钛矿的串联太阳能电池技术，韩国贸易、工业和能源部也将在在未来5年内投资1900亿韩元用于相关技术的研究。时间政策/会议颁布单位主要内容2023/1/9《关于钙钛矿光伏电池标准专题组征集新标准项目提案的通知》中国光伏行业协会对钙钛矿光伏电池领域新标准项目进行了提案的公开征集，主要目的在于推进钙钛矿光伏电池标准化工作，填补钙钛矿光伏电池标准空白，完善钙钛矿伏领域标准体系。征集范围包括但不限于材料、制备工艺、电池组件、应用特殊要求等方面。是完善钙钛矿技术行业标准制定，推动钙钛矿技术商业化发展及运用。2023/1/3《关于推动能源电子产业发展的指导意见》工业和信息化等六部门加快智能光伏创新突破，发展高纯硅料、大尺寸硅片技术，支持高效低成本晶硅电池生产，推动N型高效电池、柔性薄膜电池、钙钛矿及叠层电池等先进技术的研发应用，提升规模化量产能力。2022/10/28《关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知》国家发展改革委办公厅国家能源局综合司落实相关规划部署，突破高效晶体硅电池、高效钙钛矿电池等低成本产业化技术，推动光伏发电降本增效，促进高质量发展。推动高效环保型及耐候性光伏功能材料技术研发应用，提高光伏组件寿命。2022/8/29《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计》工信部、财政部商务部等五部门联合印发重大工程牵引带动光伏，鼓励全国内部相对发达，具备基础建设条件的地区推进技术和产品应用。在太阳能装备方面，推动T包括晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用，并进行一定程度的试点示范和行业应用。2022/8/18《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022-2030)》科技部发改委工信部等九部门联合印发提出“分步走”计划，具体目标为：2025年实现重点行业和领域低碳关键核心技术的重大突破:2030年，进一步研究突破一批碳中和前沿和颠覆性技术研发，其中包括高效稳定的钙钛矿技术。2022/6/1《“十四五”可再生能源发展规划》发改委、国家能源局、财政部等九部门联合印发文件中对钙钛矿技术的明确的发展规划和要求，要求掌握钙钛矿等新一代高效低成本光伏电池制备及产业化生产技术，在与光伏技术适配的电解水制氢技术也做了明确方向规划，其中涉及到研发储备钠离子电池、液态金属电池、固态鲤离子电池、金属空气电池、鲤硫电池等高能量密度储能技术。2021/11/29《“十四五”能源领域科技创新规划》国家能源局科学技术部提出了对钙钛矿光伏电池进行示范试验研究。对多种钙钛矿电池量产制备技术进行研发，开发高可靠性组件级联与封装技术，研发方针为大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池;结合创新性电池技术的同时开展对晶体硅/钙矿、钙矿/钙矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。资料来源：光伏行业协会、国家发展改革委员会等、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明26三、量产制造方案开始明朗，多种路线同步推进3.1单结钙钛矿电池：工业化制造已形成基本方案3.2膜层制作是核心：结合材料考虑经济性，干法与湿法各有千秋3.3钙钛矿层：狭缝涂布相对主流，蒸镀潜力大3.4传输层：真空镀膜为主，PVD与RPD结合3.5电极层：PVD溅射形成TCO3.6激光刻线：“3+1”四道工序，精度要求高3.7叠层电池：两端叠层挑战升级，四端叠层另辟蹊径请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明273.1单结钙钛矿电池：工业化制造已形成基本工艺方案◆单结钙钛矿电池与组件为一体器件，制造工序一体化，已形成基本方案。钙钛矿电池还处于产业化比较早期阶段，诸多技术工艺细节尚未定型，但对于单结钙钛矿电池而言，基本的制作流程已经确定，由于单结钙钛矿电池与组件呈现一体化特点，制作电池的工序同时也是制作组件的工序，整个组件的制作工艺可分为前道电池的制作和后道封装两部分：➢前道电池制作：主要是在玻璃基板上制作钙钛矿电池的各个功能层，并利用激光将整块电池划分为若干子电池，形成串联结构。➢后道组件封装：利用胶膜、玻璃盖板等将内部结构密封保护，并安装接线盒等与外部电路连接的设备，不少工序与晶硅组件类似，其中层压是最核心的工序，胶膜方面必须使用阻水性强的POE，同时还需要配合使用丁基胶进一步防止水汽进入。资料来源：全球光伏、Energy&EnvironmentalScience、赶碳号科技、立鼎产业研究院、国海证券研究所图表：钙钛矿太阳能电池前道流程示意图图表：钙钛矿太阳能电池量产流程示意图请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明283.2膜层制作是核心：结合材料考虑经济性，干法与湿法各有千秋◆膜层的制作质量对于钙钛矿电池性能有着决定性影响。良好的电池膜层要求较好的均匀性、致密性、合适的厚度等，一定程度有赖于工艺的选择。◆工艺配套材料，考虑经济性。理论上钙钛矿电池的各层都可以选用广泛的材料，并采用湿法或干法进行制作，但商业化规模量产的经济性是核心考虑因素，要求材料本身具有较好的稳定性，同时根据材料特点，合适的配套工艺也不同。➢湿法工艺：主要为夹缝涂布等，优点总体上为设备成本较低，材料利用率高，缺点为成膜质量控制相对更难，容易受工作环境影响，此外有机溶剂的使用也会带来环境影响。➢干法工艺：主要为蒸镀、PVD、RPD、ALD等，优点为适合制作大面积薄膜，膜层厚度均匀性控制良好，对基底平整度要求低，缺点为设备成本较高，部分存在海外技术壁垒，材料利用率低。湿法（溶液法）干法（气相法）干湿混合法具体方法刮涂、狭缝涂布、喷涂等蒸镀、PVD、RPD、ALD等涂布+蒸镀成膜质量薄膜缺陷较多均匀性差，结晶控制难度大厚度和均匀性控制最优适合大面积制备中等，引入蒸镀工艺提升均匀性成膜速度快较慢中等工艺稳定性较差批次间稳定性高，可重复性强中等经济性同样节拍设备成本低有机溶剂的回收处理成本较高同样节拍设备成本高，避免有机溶剂的使用、无环保压力两类设备同时使用，仍面临有机溶剂的回收处理问题基底要求较高只适合平整的基底较低可适应不平整的绒面基底中等图表：“湿法”与“干法”制备技术对比图表：钙钛矿层不同成晶情况图像资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》金胜利等、赶碳号科技、协鑫光电、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明293.3钙钛矿层：狭缝涂布相对主流，蒸镀法潜力大◆湿法工艺制作大面积钙钛矿层。将钙钛矿的组分原料制成溶液，通过涂布或者喷涂等方式涂覆在基底上，随后原料相互反应形成钙钛矿晶体薄膜。➢湿法工艺可分为：1）一步法，将卤化铅碘化铅PbI2和碘甲铵MAI等组分原料制成前驱体溶液，一次性涂覆后直接结晶形成钙钛矿层，2）两步法，先将碘化铅PbI2等卤化物在传输层基底上制成薄膜，再在其上涂覆浸润碘甲铵盐MAI等另外的组分溶液，形成钙钛矿晶体层。➢总体来看，一步法工艺简单，但需要通过吹气、滴加反溶剂等对结晶进行控制，存在一定难度，两步法制作出的钙钛矿膜层平整度更好、晶粒更大、重复性强。◆狭缝涂布法综合优势突出，成为主流工艺。钙钛矿层湿法工艺包括刮刀涂布法、夹缝涂布法、喷墨打印法和喷涂法，其中夹缝涂布法是当前产业化制作钙钛矿层的最主流的工艺，其优势包括：1）可以调整狭缝宽度、摸头移速及出液流速来对薄膜进行精细化的调控，2）涂布过程模头不接触基板，防止刮擦破坏膜层，3）利用储液罐存储材料液体，溶液利用率高，浓度均匀性好，还可以防止人与有机溶剂接触，保障安全。具体方法工艺简述优点缺点图示刮刀涂布法用刀片将前驱体溶液在基底上刮过，形成平整湿膜，湿膜干燥后形成钙钛矿薄膜。溶液浓度、刮膜速度及基底缝隙宽度影响薄膜的厚度。制备工艺简单；所需设备要求低；具备大面积制备条件。刮刀的平整度精度要求高；溶液的利用度相对偏低狭缝涂布法利用一定的压力和流量将溶液沿着涂布模具的缝隙挤压喷出到基材上，干燥后形成钙钛矿薄膜。溶液密封在储液罐中，显著提高溶液的利用率；可进行大面积制备，生产效率高。对操作人员技术知识要求高；涂布头精度高维护成本高。喷墨打印法计算机进行控制，通过喷墨器件将钙钛矿墨汁前驱体有控制地从喷嘴射到承印物上，形成钙钛矿膜。免除了制版的环节；可以满足不同需求的定制化生产。设备技术要求高；生产效率低；结晶过程中的详细时间点难把握。喷涂法将有机和无机前驱物溶解在溶液中，利用喷嘴将其喷涂在热衬底上，通过蒸发后形成薄膜。工艺简单，可运用到大面积制备的过程中。溶液利用率偏低；具体薄膜均匀性差；结合强度低。图表：主要钙钛矿湿法工艺技术介绍资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》金胜利等、PV-magazine、全球光伏、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明303.3钙钛矿层：狭缝涂布相对主流，蒸镀潜力大◆真空蒸镀为钙钛矿层制作主要干法工艺。蒸镀法为在真空腔室内，通过电阻加热、电子轰击等方法使钙钛矿层材料靶材受热蒸发，材料气体逸散到基片的表面沉积形成薄膜，又可分为：1）多元共蒸法，将碘化铅PbI2、碘甲脒FAI、碘甲铵MAI等原料同时蒸发，直接反应形成所需钙钛矿材料，通过控制不同材料的蒸发速率可以调控材料反应比例；2）分步连续蒸发，即先将一种原料先蒸镀到基底上，紧接着把另一种材料蒸镀到上一种原料镀层上。➢膜层可控性高、质量较好为核心优势：1）蒸镀法可以比较精确的控制膜厚，膜层致密性、均匀性也较好，适合大面积制作钙钛矿层，在OLED产线普遍为1.5m1.85m幅面运用，更大幅面也将应用。2）蒸镀过程洁净程度高、工艺稳定性强、良率高；3）可适应粗糙衬底。➢成本较高为主要劣势，多组分添加也较难：1）蒸镀设备价格高昂，工艺速度较湿法涂布慢，满足一定节拍下设备需求多，能耗也较高，2）材料利用率低（不足25%），也可能存在腔体腐蚀问题，3）多组分共蒸工艺调控较难，较难搭配添加剂。◆蒸镀+涂布结合法：结合两种方法优势，如先蒸镀形成均匀基层再涂布其他材料反应成为钙钛矿，但需要两种工艺的设备，成本增加较多。图表：真空蒸镀示意图资料来源：化学生物期刊论文进展及科研咨询、清华大学图表：蒸镀+涂布示意图请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明313.4传输层：干法真空镀膜为主，PVD结合RPD运用较广◆真空镀膜是钙钛矿电池传输层相对主流的制作方式。传输层可以选择的材料相对丰富，但考虑产业化生产，除了需要具备较好的载流子传输能力，更需要考虑长时间使用的稳定性、材料的可得性和大规模制作的工艺情况。当前真空镀膜干法中的PVD和RPD是制作传输层相对主流的方法：➢磁控溅射物理气象沉积（PVD）：即在一个电场与磁场相互垂直的真空中，将低压的氩气电离为氩离子（Ar+）和电子，氩离子在磁场的作用下飞向靶材，靶原子被撞击后脱离原来晶格的束缚气化，逐步吸附到基板表面沉积成膜。其特点在于：1）技术相对成熟，能溅射的材料广泛，2）成膜较快且均匀性好，能大面积成膜，3）靶材利用率较低，一般不足40%，4）粒子能量较高，可能对基底造成轰击损伤。➢反应式等离子体沉积（RPD）：本质也是PVD的一种，不过是通过等离子发生器发射等离子流，经过磁场偏转打在坩埚中的靶材上，使之升华后沉积在基片上。其特点在于：1）镀膜过程中粒子能量小，避免基底损伤；2）可在相对低温条件下沉积高质量薄膜；3）原材料利用相对较高；4）技术壁垒较高，专利被日本住友掌握。图表：RPD沉积示意图图表：PVD沉积示意图资料来源：SumitoHeavyIndustries、iVacuum真空聚焦、THINFILMCONSULTING请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明323.4传输层：干法真空镀膜为主，PVD结合RPD运用较广➢空穴传输层的产业化制作，PVD是较好的选择。由于产业化制作钙钛矿电池的稳定性要求高，采用p-i-n的反式结构会更为适宜，而空穴传输层采用稳定性较高的无机材料会相对适合，如氧化镍NiO等，因此采用PVD正是制作均匀致密薄膜的良好选择，而常规可采用溶液法的PTAA、Spiro-OMeTAD等有机材料则不一定适宜。➢电子传输层的产业化制作，当前使用RPD相对较优。在产业化钙钛矿电池的电子传输层方面，无机的金属氧化物同样是适宜的选择，如TiO2、ZnO、SnO2，可使用干法制作薄膜层，由于反式结构中电子传输层是在钙钛矿层上进行制作，需要防止钙钛矿层的损伤，因此RPD成为具有优势的选择。◆ALD、蒸镀、湿法涂布等其他方法也存在探索空间：传输层的材料也并非一成不变，钙钛矿电池技术仍在不断进步，原子层沉积ALD作为一种新兴CVD镀膜技术，具有成膜精度高、无针孔、高保形特点，可制作广泛的氧化物、金属、聚合物薄膜，具有很大潜力，空穴传输层常用的如PTAA等有机材料可以通过湿法涂布制作，而电子传输层常用的富勒烯及其衍生物(PCBM)等小分子有机材料通常使用蒸镀的方法制作，这些方法都存在产业化潜力。资料来源：江苏微导纳米科技招股说明书图表：ALD原子沉积技术原理请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明333.5电极层：主要使用TCO材料，PVD溅射为主要方法◆直接使用产业化TCO镀膜玻璃作为基板，底电极层预制在玻璃板上。钙钛矿单结电池基于透明玻璃板制作，底层需要用能透光的透明电极，因此可以直接使用透明导电氧化物（TCO）镀膜玻璃作为基板，即表面镀有TCO膜层的玻璃板。TCO玻璃在薄膜太阳能电池、建筑节能、平面显示等多领域都已有运用，海外存在成熟供应商，国内也已有产业化产线投产。➢TCO玻璃具体的导电材料不同，制作方法也有差异：1）ITO，为掺锡氧化铟薄膜（In2O3:Sn），产品非常成熟，透光性、导电性良好，但需要使用相对稀少的铟，价格也较高，采用PVD方式制作，2）FTO，为掺氟的二氧化锡薄膜（SnO2：F），导电性略逊色但具备成本低的优势，是薄膜光伏电池的主流产品，可以采用PVD制作，但目前产业化主要采用CVD的方法，3）AZO，为掺铝氧化锌（ZnO：Al）,同样拥有良好的光电性能，价格便宜，但工业化大规模镀膜仍存在一些问题，主要采用PVD方法制作。◆顶电极产业化方案基本选用TCO，碳电极材料配套方法也有探索：钙钛矿金属顶电极一般采用蒸镀方式制作，但实验室常用的金价格过高，银因为会与钙钛矿材料中的碘反应而不能使用，因此我们认为产业化钙钛矿电池要还是采用PVD方法制作TCO顶电极。另一方面，用碳浆制作顶电极也是部分企业在探索的方案，可以使用溶液涂布法。图表：TCO玻璃资料来源：StanfordAdvancedMaterials、STRONAGŁÓWNA请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明34◆单结钙钛矿组件生产“3+1”激光工序。钙钛矿组件生产需要利用P1、P2、P3三道平行激光刻线工序将整块电池划分为数条子电池并串联，还需要在最后进行一次P4激光清边工序，去除电池边缘沉积膜，核心的前三道工序情况如下：P1：在沉积传输层前，利用激光将玻璃基板上的TCO层划开，使之成为一道一道相互独立的区域。P2：完成空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层的沉积后，利用激光将上述三层划开，露出TCO衬底，为连接相邻两节子电池的正负电极提供通道。P3：完成顶电极制作后，利用激光将TCO层之上的电极层、传输层和钙钛矿层全部划开，实现子电池间的相互独立并通过上下电极层串联的结构。◆激光设备精度要求高：加工精度高、适用薄膜材料的激光是实现电路连接的关键，激光工艺关系到薄膜的损伤缺陷以及切面的平整光滑程度，这会影响电池的效率和寿命，因此精密激光设备在钙钛矿薄膜电池中具有很高的重要性。目前钙钛矿电池制备使用的激光设备主要是纳秒/皮秒/飞秒的红外或绿光激光器。图表：钙钛矿薄膜太阳能电池激光划线流程示意图3.6激光刻线：“3+1”四道工序，精度要求高资料来源：德沪涂膜设备、中华人民共和国国家知识产权局、国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明353.7钙钛矿叠层电池制作：两端叠层挑战升级，四端叠层另辟蹊径图表：两端叠层电池图表：四端叠层电池资料来源：德沪涂膜设备、国海证券研究所◆叠层电池可以通过两种不同的方式进行连接，制作工艺也有较大差异。从拥有两个子电池的典型叠层电池来看，可分为两端叠层和四端叠层电池：➢两端叠层电池：在底层电池基础上制作顶层电池，中间通过隧道结/复合层连接，两层电池为一个完整电池的两个部分，电极也只需从电池最上和最下两端引出。两端叠层电池本质是一种拥有两个P/N结的双节电池，顶电池和底电池工艺相连结合紧密，因此需要有良好的兼容性，包括有良好的光学设计、物理电性能相互匹配等，其优势在于一体化制造有利于节省工艺成本，并可以对当前已经成熟的晶硅、碲化镉等太阳能电池产业进行配套升级。➢四端叠层电池：将顶电池和底电池分别制作完成，再上下机械堆叠在一起实现光学上的耦合，但实际两块电池独立运作，通过外部电路串联起来。四端叠层电池因为两个部分的独立性，制备工艺上不会相互制约，可自由的选择电池材料和带隙，不过由于存在更多电极层和电池间的材料，光能量在传递过程中可能存在更大损失，总体工艺材料成本也会增加。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明363.7叠层电池方案：两端叠层挑战升级，四端叠层另辟蹊径➢晶硅/钙钛矿两端叠层电池需要解决制作工艺和电池寿命匹配问题，HJT底电池具有一定优势。钙钛矿材料与成熟商业化的晶硅电池技术结合是两端叠层电池的核心方向，当前来看要解决的挑战主要为：1）晶硅电池发挥要达到良好的效率需要将向光一面制成倒金字塔绒面，否则光学损失会比较大，但在绒面上制作均匀的钙钛矿薄膜存在较大难度，2）钙钛矿电池的是否能长期稳定工作尚待验证，使用寿命难言能与晶硅电池匹配，在封装工艺方面更需要升级。另一方面，HJT电池技术在作为晶硅底电池方面存在一些天然的优势：1）本身顶部存在TCO膜可直接利用，2）开路电压较高，能良好的与钙钛矿电池进行串联配合。➢全钙钛矿叠层可量产化方案探索中：全钙钛矿叠层电池在单结钙钛矿电池制作的基础上，还需要解决上层宽带隙钙钛矿薄膜大面积均匀制备的问题，2022年5月南京大学谭仁海教授研究团队首次提出可量产化的全钙钛矿叠层电池制备方案，采用涂布印刷、真空沉积等制备技术替换实验室常用的旋涂成膜工艺。➢四端叠层电池产业化探索较为初期：四端叠层本质上是两种电池组件机械性的组合，尚未有太多相对定型的产业化方案，我们预计最简单的思路是将两块组件直接叠放在一起，也可以设计独特的组件模具，达到可随时更换顶电池或底电池的效果，有行业更多探索。资料来源：nature、中国科技大学图表：一种异质结钙钛矿叠层电池图表：晶硅绒面制作钙钛矿层请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明37四、钙钛矿产业新星涌现，晶硅企业着力布局4.1新兴电池企业争鸣，从“0到1”生力军4.2钙钛矿电池代表企业详情4.3晶硅电池企业着力布局，以叠层为主要方向请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明384.1新兴电池企业争鸣，从“0到1”生力军◆国内新兴钙钛矿电池企业涌现，研发实力不俗，成果频出。近年来，国内对钙钛矿电池技术和产业化研究持续加深，陆续涌现出以协鑫光电、纤纳光电、极电光能等为代表的一批优秀企业，其创始人、核心技术团队通常拥有深厚的研究机构背景和丰富的研发经验，不少在钙钛矿领域拥有较强的影响力。而在技术产品研发方面，这些企业团队不断打破钙钛矿电池组件认证效率记录，并在大面积和稳定性方面持续取得积极进展，部分已经开发出可商业化运用的组件产品。此外，如宝馨科技、宁德时代上市公司也在搭建核心团队进行布局。◆百兆瓦级产线纷纷建立，GW级产线为“从0到1”关键一步，有望在2025年以前开始放量。国内产业化研发团队的技术突破也吸引了诸多产业资本，在融资加持下已有数条百兆瓦级钙钛矿组件产线建成，我们预计后续还会有越来越多的产线落地。另一方面，光伏电池技术需要通过GW级量产来体现产业化的规模效应，也是钙钛矿电池实现技术成熟度和经济性突破的关键一步，目前已有不少企业提出了GW级产线的规划，我们预计在技术进展顺利的情况下，GW级产线建设有望在2025年前开始放量。公司20222023E2024E2025E协鑫光电（协鑫科技）0.100.101.102.10纤纳光电0.100.101.102.10极电光能0.150.151.152.15万度光能0.200.200.401.40无限光能0.010.110.111.11大正微纳0.010.010.111.11仁烁光能0.010.010.160.16宝馨科技0.100.101.10众能光电&鑫磊集团0.200.201.20曜能科技0.0020.1020.102合特光电（杭萧钢构）0.100.100.10脉络能源0.100.100.10光晶能源0.100.10合计（GW）0.581.084.8312.83图表：主要钙钛矿新兴企业产线建设情况预期（截止至2023.06）资料来源：各公司官网，各公司官方公众号，北极星太阳能光伏网等，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明394.1新兴电池企业争鸣，从“0到1”生力军公司名称创立技术成果融资阶段已有产线规划协鑫光电2010核心创始人范斌、田清勇、白华皆出自清华大学化学系，范斌博士国内毕业后后师从“染料敏化电池之父”迈克尔·格拉策尔；2019年公司45cm×65cm钙钛矿组件率先获TÜV认证效率15.31%，后提升至17%，2021年完成100MW量产线试生产，产品面积达1m×2m，目标效率达18%。B+轮(5亿)；2016年被协鑫科技并购100MW100MW产线2023年底实现18%转换效率；GW级产线目标2024年下半年开建纤纳光电2015创始人姚翼众为帝国理工物理学博士，首席科学家杨旸为加州大学洛杉矶分校博士。量产α钙钛矿组件面积124.5cmx63.5cm，最大功率130W，已通过IEC61215、IEC61730稳定性全体系国内外双认证，首批发货5000片；钙钛矿小组件（19.35cm2）稳态效率达21.8%。D轮(4亿)100MW钙钛矿小组件2023年转换效率达23%，2024年初1GW产线通线极电光能2018首席科学家Nazeeruddin教授为欧洲科学院院士，英国皇家化学学会会士，世界前十的钙钛矿领域专家，副总裁邵君博士为中科院大学毕业的钙钛矿资深专家。2021年在63.98cm²组件上取得20.01%认证效率，近期大尺寸钙钛矿组件(809.9cm²)稳态效率18.6%，被NREL世界纪录图收录。A轮(数亿元)150MW2024年GW级产线投产，2026年底产能达10GW万度光能2016团队为华中科技大学鄂州工业技术研究院所孵化，成员超100人，领衔人韩宏伟教授为长江学者特聘教授。2018年实现110平米可印刷介观钙钛矿太阳能电池系统，2021年在国际上率先完成下一代光伏可印刷介观钙钛矿太阳能电池中试及户外验证。200MW一期200MW拟扩充至10GW；2023年6月二期200MW开建无限光能2022核心产业化团队承接清华大学太阳能转化与存储实验室成功，联合薄膜太阳能电池、OLED等相关领域专家。自主研发的100.53mm2钙钛矿太阳能电池最高光电转换效率达到24.67%。天使轮(数千万元)10MW100MW中试线计划2023年底建成，2024年启动GW级量产线大正微纳2018首席科学家为宫坂力教授在2017年获得诺贝尔化学奖提名，被誉为“钙钛矿之父”，团队包含诸多资深专家。全球首家量产40cm60cm柔性钙钛矿组件，柔性钙钛矿器件效率达21.1%，实验室柔性小面积器件的光电转换效率突破23%。A轮10MW100MW柔性钙钛矿组件生产基地落地，一期投资3亿仁烁光能2021创始人谭海仁为南京大学教授、中组部海外高层次人才引进计划专家，首席科学家为中科院院士褚君浩。持有效率记录：小面积全钙钛矿叠层电池认证效率29.0%、大面积叠层电池认证效率24.2%（面积1.04cm2）以及叠层组件认证效率21.7%（电池面积20.25cm2）等。Pre-A(数亿元)10MW150MW产线2023年投产、2024年量产曜能科技2017创始人均来自清华北大，研究团队在SCI一区顶刊关于钙钛矿发文超70篇，论文总引用数超60000次。1cm²小面积钙钛矿/晶硅叠层光伏电池器件效率32.44%，25cm²大面积钙钛矿/晶硅两电极叠层电池稳态转换效率达到31.46%。A轮(超亿元)2MW2024年开展百兆瓦级量产中试产线建设脉络能源2022创始人麦耀华教授现任暨南大学新能源技术研究院院长，曾作为天威薄膜的联合创始人、董事、首席技术官。30cmx30cm钙钛矿组件效率20.79%，柔性组件效率19.21%。天使轮(数千万元)100MW2022年预计5年内实现GW级量产线建设光晶能源2022核心创始人黄福志本硕皆毕业于北京大学，并于墨尔本大学获得博士，回国后任武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室研究员、先进薄膜光伏研究中心主任。20cmx20cm钙钛矿组件效率超20%A轮(1.6亿元)计划2023年投建60cmx120cm组件中试线，2024年产能爬坡，2025年量产众能光电2015创始团队来自清华大学。公司61.58cm²的单节钙钛矿太阳能组件经TÜV认证稳态效率达20.08%。公司主持了国际首条300kW钙钛矿量产线的研发和建设。多轮KW级试验线在建200MW，预计2023年完成图表：主要钙钛矿新兴企业情况（截止至2023.06）资料来源：各公司官网，各公司官方公众号，中国能源报等，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明40◆公司情况：昆山协鑫光电材料有限公司多年专注于钙钛矿太阳能组件的研发和生产，创始人团队范斌、田清勇、白华皆出自于清华大学化学系，2010年创办惟华光能（协鑫光电前身），有十几年钙钛矿相关领域研发经验。范斌博士就读于瑞士EPFL，师从“染料敏化太阳能电池之父”迈克尔·格拉策尔。团队有43项专利获得授权，在ChemSusChem等SCI期刊上发表研究论文数篇。◆技术进展：公司2019年通过全球最权威光伏组件商业认证机构TÜVRheinland认证，尺寸45cm×65cm的钙钛矿组件效率效率达15.31%，2022年5月效率已提升至17%。2023年4月，协鑫1mx2m钙钛矿大尺寸组件效率突破16.02%，计划于今年实现18%效率目标。◆产业化发展：2021年9月，协鑫光电建成全球首条100MW量产线，组件尺寸1mx2m，随工艺开发和设备改造阶段，下线组件效率将稳步提升，公司计划今年年底将产线完全跑通，并开始建设GW级产线。◆融资情况：2016年保利协鑫（现协鑫科技），出资收购公司58.5%的股权；2020年，协鑫光电完成过亿元A轮融资；2022年5月，协鑫光电完成数亿元人民币B轮融资，由国内某知名机构领投，光源资本担任财务顾问。同年12月，协鑫光电完成5亿元人民币B+轮融资，由淡马锡投资、红杉中国、IDG资本三家联合领投，川流投资等机构跟投，大股东协鑫科技持续加码，光源资本担任独家财务顾问。图表：协鑫光电钙钛矿太阳能电池生产线图表：1m×2m大面积钙钛矿组件资料来源：赶碳号科技，协鑫光电公众号4.2钙钛矿电池代表企业详情——协鑫光电请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明41◆公司情况：纤纳光电成立于2015年，发布的α组件是全球首款实现量产和商业化的钙钛矿光伏组件。公司联合创始人兼CEO姚翼众博士在光伏半导体领域顶级期刊发表论文十余篇，2022年入选杭州市十大杰出青年。首席科学家杨旸博士现为浙江大学光电学院博士生导师，相关工作被提名2022中国光学十大进展奖(基础研究类)。2022年，公司完成了招银国际和杭开集团领投的D轮融资。◆技术进展：公司先后9次刷新了钙钛矿太阳能组件光电转换效率的世界效率，2022年公司太阳能小组件（19.35cm2）稳态效率达21.8%。公司采用溶液打印技术的钙钛矿α组件在2022年全球首发，尺寸为1245x635x6.4mm，最大功率130w，测算效率可达16.44%，公司对其承诺12年材料工艺质保和25年线性输出功率质保。2023年4月，α组件通过中国质量认证中心、德国电气工程师协会的IEC61215和IEC61730稳定性全体系双认证，公司也成为全球首家通过双认证的钙钛矿企业。◆产业化发展：2022年初，公司首条100MW钙钛矿规模化产线建成投产，公司还曾预计2024年初，1GW产线可通线。同年7月，首批5000片α组件在浙江衢州发货。在2022年2月，公司开建全球首个钙钛矿集中式光伏地面电站，装机规模12MW，到2023年4月公司已建成八个电站。资料来源：纤纳光电官网、纤纳光电官方公众号图表：纤纳光电α组件图表：姚翼众博士及杨旸博士简历图表：纤纳光电透光度及吸收峰值可调半透明α组件4.2钙钛矿电池代表企业详情——纤纳光电请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明42◆公司成立及团队情况：极电光能前身为长城控股旗下蜂巢能源科技的太阳能事业部，2018年开始钙钛矿技术研发，2020年公司落地无锡。联合创始人兼总裁于振瑞有37年光伏从业经验，首席科学家Nazeeruddin教授是世界前十的钙钛矿领域专家，此外，公司副总裁郑策博士和邵君博士皆为钙钛矿电池领域资深专家。目前公司已完成数亿元A轮融资，由深创投领投。◆技术进展：公司独创的“气相-液相”结合的两步法钙钛矿制备技术（原位固膜）成膜质量显著优于”一步溶液涂布法”。2021年，公司在64.8cm2的光伏组件上实现20.01%的转换效率，是钙钛矿组件效率全球范围内首次突破20%。2022年，公司在300cm²的大尺寸钙钛矿光伏组件上，创造了18.2%转换效率新的世界纪录，经中国计量科学研究院检测认证。2023年，公司钙钛矿组件18.6%（809.9cm²）的稳态效率再获NREL效率图收录。同年，公司的16.7cm²钙钛矿组件经福建计量院测试后效率达22.9%，◆产业化发展：2022年4月，极电光能签约大冶新能源2.8GW项目，将向该项目提供钙钛矿光伏组件。同年12月，公司150MW钙钛矿光伏生产线正式投产运行、同时具备BIPV产品和标准组件的生产能力。2023年，公司投资30亿元的全球首条GW级产线落地无锡市锡山区，公司预计2024年三季度投产，而到2026年，公司钙钛矿组件产能达10GW。资料来源：极电光能公司官方公众号，中国电子报图表：极电光能钙钛矿电池4.2钙钛矿电池代表企业详情——极电光能图表：极电光能不同尺寸钙钛矿组件效率图表：极电光能“原位固膜”法请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明43◆公司情况：万度光能成立于2016年，基于创始人华中科技大学韩宏伟教授团队成果开展研发工作。韩宏伟教授在2000年开始对全固态染料敏化太阳能电池进行研究，2013年，在印刷介观钙钛矿太阳能电池领域取得突破性进展，2008年加盟武汉光电国家研究中心，2016年被评为长江学者特聘教授。◆技术进展：韩教授团队一直专注于基于印刷工艺及三层介孔膜结构的介观太阳能电池研究，其特点是在单一导电衬底上通过逐层印刷方式涂覆TiO2纳米晶层、ZrO2间隔层、碳对电极层，之后填充光活性材料完成器件制备，基于三层介孔膜结构的钙钛矿电池光电转换效率已超过18%。在2018，公司年实现了110平米印刷介观钙钛矿太阳能电池系统，同时公司的器件结构及界面改性方案相关核心技术区别已获中、美、欧、日发明专利授权，拥有自主知识产权。◆产业化发展：2021年6月，投资60亿建设可印刷介观钙钛矿电池生产基地，第一期建设200MW级电池大试线于2022年4月开始建设；2023年6月，开始建设第二条200MW可印刷介观钙钛矿光伏组件大试线。同时公司已建成首个稳定发电的钙钛矿太阳能电池户外示范性试验电站。资料来源：万度光能公司官网，国家自然科学基金委员会图表：介孔单结电池结构结构示意图图表：介孔单结电池工艺过程图表：可印刷介观钙钛矿太阳能电池实现示范发电4.2钙钛矿电池代表企业详情——万度光能请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明44◆公司情况：仁烁光能（苏州）有限公司2021年成立，主要从事叠层钙钛矿太阳能电池的研发与制造。公司创始人兼董事长谭海仁教授是中组部海外高层次人才引进计划专家，国家重点研发计划首席科学家，在新型叠层太阳能电池领域有10多年的研发经验，曾在国际顶级学术期刊发表论文80余篇。首席科学家褚君浩是中国科学院院士，著名半导体物理和器件专家。◆技术进展：2022年6月，仁烁光能研发的全钙钛矿叠层电池经国际权威机构JET第三方认证，稳态光电转换效率达到28.0%，在国际上首次超越单晶硅电池的最高效率26.7%，同时全钙钛矿叠层组件也以24.5%的稳态效率刷新了世界纪录，到12月，公司全钙钛矿叠层电池效率纪录提升至29%。2023年3月，公司“全钙钛矿叠层太阳能电池技术”入选科技部“2022年度中国科学十大进展”。◆产业化发展：2023年2月仁烁光能全球首条全钙钛矿叠层光伏组件研发线正式投产，组件尺寸为3040cm2，10MW研发中试线已全线跑通。公司150MW钙钛矿太阳能电池量产线正在建设，预计2023年第四季度投产，若调试结果符合预期，仁烁光能将进行GW级的产能规划。◆融资情况：2022年2月公司获得数千万人民币天使轮融资，2022年8月正式宣布完成数亿元Pre-A轮融资，本轮融资由三行资本领投，中科创星、苏高新创投、金浦智能、险峰长青、云启资本、中财产业基金等知名机构跟投。图表：仁烁光能团队多次打破全钙钛矿叠层电池世界纪录图表：双面全钙钛矿叠层电池的示意（左）和扫描电镜（右边）图资料来源：仁烁光能官方公众号4.2钙钛矿电池代表企业详情——仁烁光能请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明45◆公司情况：无限光能承接清华大学太阳能转化与存储实验室科研成果，于2022年成立，致力于钙钛矿太阳能电池技术开发。联合创始人兼首席科学家易陈谊是清华大学电机系副教授，师从染料敏化太阳能电池之父迈克尔·格拉策尔教授。截至2022年6月，公司已完成数千万元天使轮融资，参投方包括耀途资本、光跃投资、碧桂园创投等。◆技术进展：易陈谊团队提出一种氯元素合金化的真空蒸镀工艺，用于制备高效率大面积钙钛矿太阳能电池，这种方法不仅能表现出了优异的光电性能，刷新了真空蒸镀法制备钙钛矿太阳能电池的效率纪录，也可以表现出良好的稳定性，在干燥空气中存储超过4000小时后无衰减，在湿度为35%的环境空气中储存1300小时后仍然保持97%的初始效率。2022年2月，无限光能半透明钙钛矿电池效率达22.3%；同年3月，公司柔性钙钛矿电池效率达23.6%；2023年2月，自主研发的100.53mm2钙钛矿太阳能电池最高光电转换效率达到24.67%。◆产业化发展：无限光能目前已建成10MW级钙钛矿太阳能电池组件试验线，规划的100MW级大尺寸钙钛矿太阳能电池组件中试生产线将于2023年底建成，并计划于2024年启动GW级量产线建设，实现钙钛矿太阳能电池的大规模商业化应用。图表：无限光能打破柔性钙钛矿电池效率记录图表：两种不同蒸镀工艺钙钛矿层结晶对比图资料来源：众能光电官方公众号、清华大学官网4.2主要新兴电池企业情况——无限光能请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明46◆公司情况：大正微纳科技有限公司前身为“领旺（上海）光伏科技有限公司”（2016年成立），是一家专业从事新型钙钛矿薄膜太阳能电池组件及相关精密设备制造的国家高新技术企业。公司创始团队获得国内柔性钙钛矿发明专利，首席科学家宫坂力教授2009年将染料敏化电池进行升级，制备出首个真正意义的钙钛矿太阳能电池，并在2017年获得诺贝尔化学奖提名，被誉为“钙钛矿之父”。目前公司已完成A1轮融资。◆技术进展：公司2017年至今不断刷新柔性钙钛矿电池效率世界纪录，2020年，公司获得“CNAS”认证效率突破21%，在2023年，公司实验室柔性小面积器件的光电转换效率突破23%，在组件方面则保持了超过1000cm2的柔性钙钛矿电池世界最高效率（已有TUV认证），继续领跑柔性钙钛矿电池领域。公司采用湿化学法和卷对卷生产线PVD沉积的方法组合进行制造柔性钙钛矿电池，已将提升到可大规模生产的水平。◆产业化发展：公司已实现自主合成核心原料、自主研发纳米精度涂布设备及柔性组件制造的产业链布局。2022年7月公司投资8000万元，在江苏建设10MW年产能生产线，为全球首家量产40cm60cm柔性钙钛矿组件的企业，之后公司计划再投资2亿元，将年产能扩大到100MW。2023年7月，大正微纳全球首个百兆瓦柔性钙钛矿组件生产基地正式落地厦门海沧。图表：大正微纳柔性钙钛矿太阳能电池组件资料来源：大正微纳官网4.2钙钛矿电池代表企业详情——大正微纳请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明47◆公司情况：杭州众能光电科技有限公司创立于2015年，创始团队来自清华大学，核心研发团队包括海外院士、国家万人计划、杰出青年等业内领先专家组成，公司具有钙钛矿电池研发的强大实力，同时也是领先的设备企业，目前获得华夏恒天资本等战略投资。◆技术进展：2022年12月杭州众能光电在TÜV进行了单节钙钛矿太阳能器件效率认证，器件面积为61.58cm²，稳态光电转换率达到了20.08%。◆产业化发展：1）钙钛矿电池：众能光电主持了国际首条300kW钙钛矿量产线的研发和建设；公司已与中电建合作伙伴鑫磊集团意向协议60条200MW生产线；公司拥有业内领先的钙钛矿太阳能电池生产线的供货业绩，64cm2和3000cm2的组件效率分别达到20%和17%，在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能达到200MW/年。2）设备：拥有最多的钙钛矿相关中试和量产线装备制造业绩，市场占有率超过70%；公司目前已与国内大型央国企/民营企业和知名高校科研机构累计完成近200个单体工艺设备交付，包括涂布机、刮涂机、激光刻蚀机、PVD和ALD等；2022年7月，众能光电激光刻蚀GFF达96%以上。图表：众能光电高精度涂布设备、激光划线系统及技术运用资料来源：众能光电官方公众号4.2钙钛矿电池代表企业详情——众能光电请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明484.3晶硅电池企业着力布局，以叠层为主要方向图表：主要晶硅电池企业钙钛矿布局情况◆晶硅电池主要企业皆在研发端进行布局，叠层电池为主要方向：对于传统晶硅电池企业，无论是隆基、晶科、通威等电池组件龙头，或是华晟、一道、中来等新锐，基本都有在钙钛矿技术方面有专门的研发布局，不少已经投入较长时间并取得阶段性成果。布局的重点方向以钙钛矿/晶硅两端叠层为主，晶硅电池企业本身掌握成熟的晶硅技术，叠层电池则有望使其原有产业优势进一步延续，成为下一次重大技术迭代。公司名称钙钛矿领域布局情况隆基绿能公司拥有业内最早开展叠层电池研究的团队，先后突破了绒面硅衬底钙钛矿薄膜晶体生长、高效体相钝化和减少界面复合损失等关键技术，2023年6月，公司宣布在商业级绒面CZ硅片上实现了晶硅-钙钛矿叠层电池33.5%的转换效率，目前公司持有钙钛矿相关专利20项。晶科能源公司在2021年已完成了高效叠层钙钛矿技术平台的建设。2022年6月，公司与澳洲国立大学合作的钙钛矿/TOPCon叠层电池效率达27.6%。在2025年后公司计划会上TOPCon钙钛矿叠层电池。晶澳科技公司研发中心积极储备包括钙钛矿及叠层电池技术，从单节钙钛矿电池起步，未来会与异质结电池技术叠加做成叠层电池。天合光能2022年，公司钙钛矿/晶硅两端叠层电池实验室效率达29.2%，第三方认证效率达27.9%。当前公司正致力于研发i-TOPCon+钙钛矿叠层电池技术，目前实验室效率达28.5%，预判该技术路线可将电池效率拉升至30%以上。在2018年时，公司已经参与了“钙钛矿/晶硅两端叠层太阳电池的设计、制备和机理研究”项目，并入选科技部2018年度国家重点研发计划。通威股份2022年钙钛矿实验室搭建完成，计划首片钙钛矿电池于年下线，在钙钛矿和叠层电池上有研发布局，目前公司在推进推进钙钛矿/硅叠层电池技术的研发。东方日升公司有一只专门的钙钛矿相关技术研究团队，主要方向为叠层电池阿特斯钙钛矿技术为公司的核心技术储备，与苏州大学等8家企业、高校合作项目高效钙钛矿基薄叠层太阳电池器件关键技术研发。正泰新能源公司2022年表示会与浙江大学合作进行钙钛矿的研究。目前公司在积极储备钙钛矿及钙钛矿叠层电池组件技术路线。中来股份2020年已经开始在钙钛矿电池方面和南京大学吴小山团队合作。公司有钙钛矿晶硅叠层电池项目的研发，2022年研发重点在于与钙钛矿电池配的底层电池的研发。华晟新能源公司先进光伏研究院设有钙钛矿研发实验室，异质结-钙钛矿电池效率最高已达到29%，2025年将贯通钙钛矿工艺路线。2023年7月发起成立“异质结技术产业化协同创新平台”，构建稳定可靠的异质结/钙钛矿叠层技术产业链为主要职责之一。一道新能源2021年，公司与纤纳光电展开合作，对钙钛矿叠层电池进行研究，目前正在研发钙钛矿/硅叠层电池技术。资料来源：各公司公告，中国能源报，资本市场50人论坛，全球光伏，索比光伏网等，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明49五、设备、材料企业忙布局，追寻国产化先发红利5.1主要镀膜设备企业5.2主要涂布设备企业5.3主要激光设备企业5.4主要材料及整线企业请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明505.1主要镀膜设备企业图表：钙钛矿镀膜设备主要相关企业公司名称钙钛矿相关设备布局京山轻机000821.SZ公司是业内较早完成钙钛矿设备开发且有实际产品销售的企业。目前，公司在MW级钙钛矿电、和钙钛矿/叠层电池实验线和钙钛矿组件自动封装线上都可以提供整线设备。在产品的开发方面，公司与协鑫光电联合进行了叠层电池的开发。捷佳伟创300724.SZ公司自2022年以来在全钙钛矿叠层、HJT/TOPCon叠层钙钛矿领域的设备销售持续放量，设备种类包括RPD、PVD、PAR、CVD蒸发镀膜及精密涂布设备。其中，公司的RPD设备具有多项自主知识产权和极高技术壁垒，是钙钛矿太阳能电池的关键量产设备。奥来德688378.SH公司2022年依托蒸镀技术进军钙钛矿领域，计划投资4900万元对钙钛矿电池蒸镀设备、低成本有机钙钛矿载流子传输材料及长寿命器件进行研究。微导纳米688147.SH公司首创将ALD原子沉积技术规模化应用于光伏领域。ALD技术可用于钙钛矿电子传输层和空穴传输层薄膜制备，厚度可控制到几nm到几十nm。目前，公司已取得了XBC电池、钙钛矿异质结叠层电池订单。迈为股份300751.SZ原有PVD设备拥有连续完成正背面TCO镀膜、高产能特点，未来在钙钛矿领域会布局真空设备，对单结钙钛矿会加大装备布局，单结钙钛矿、异质结、钙钛矿异质结叠层都会布局，更看好钙钛矿异质结叠层电池众能光电公司产品包括喷雾热解镀膜机、玻璃切割机、高精度涂布机、激光刻蚀机、真空蒸镀机、磁控溅射机、PECVD和SALD等一系列光伏高端设备。2021年底公司的钙钛矿PVD设备出货量已达30台套。目前，公司销售刮涂/涂布一体机等工艺单机以及光伏组件整线近100台套。四盛科技是一家集真空设备(如真空镀膜机等)研发、销售、生产和服务于一体的较大型专业化公司，公司的光学镀膜机、卷绕镀膜机、磁控溅射镀膜机等产品深受国内外用户好评，目前是国内真空镀膜设备制造规模较大的公司之一。湖南红太阳公司2022年发送首台钙钛矿用PVD及ALD镀膜设备，目前成功中标浙江某龙头客户钙钛矿电池项目，除此之外还有多家一线光伏企业和科研院校的项目在洽谈中。宏大真空公司是一家专业从事以大型连续镀膜生产线和光学膜单体镀膜机为主的各类真空镀膜设备及其零部件研发、生产及销售的企业。目前是行业内少数具有镀膜生产线设备整体设计及系统集成能力的企业之一，是国内同行中唯一拥有大型连续镀膜试验线的企业。合肥欣奕华公司在2022年攻克了钙钛矿大尺寸真空镀膜技术、高速率控制技术、掺杂的高混合比真空镀膜技术和大面积高品质钙钛矿吸收层制备技术，开发出应用于钙钛矿电池生产的Inline钙钛矿蒸镀机。公司目前已实现1.2米X0.6米大尺寸钙钛矿设备交付，有效提高材料利用率，确保大面积均匀性。科晶智达公司成立于2001年，可以提供钙钛矿太阳能电池制备的全套方案，具体产品包括磁控溅射仪，蒸发镀膜，PECVD等设备。◆国内已有较多企业对钙钛矿镀膜设备进行布局，并取得相关订单。钙钛矿电池镀膜所需PVD、蒸镀、ALD等设备在晶硅光伏及电子半导体等领域都有广泛运用，目前已有诸多国内企业凭借自身已有的技术积累进行产品布局，包括京山轻机、捷佳伟创、奥莱得、微导纳米等，不少企业已陆续取得订单并实现出货。资料来源：全球光伏，国际太阳能光伏网，索比光伏，能源发展与政策，pv-tech，真空技术与设备网等，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明515.1镀膜设备代表企业——京山轻机◆光伏组件自动化产线龙头企业，新兴电池技术设备全面布局。京山轻机全资子公司晟成光伏成立于2010年，致力于向客户提供光伏组件制造整线解决方案，提供光伏电池和硅片制造领域智能装备和软件系统。晟成光伏产品远销全球20多个国家和地区，已签约项目数2200+，累计装机量超500GW，是光伏组件自动化产线细分领域市场份额最高的企业。公司目前全方面布局钙钛矿、HJT、TOPCon等高效电池和组件装备领域，拥有技术储备和产品销售。◆钙钛矿蒸镀、PVD设备产品已有布局，可提供MW级钙钛矿及叠层整体解决方案。（1）公司在钙钛矿核心镀膜设备方面产品包括：1）团簇式蒸馏设备，公司拥有完全自主知识产权，设备兼容单结和叠层的制作，可以提高贵金属材料利用率，目前实现量产并完成交付；2）PVD溅射式设备，目前已比较成熟；3）ALD设备，与华中科技大学陈蓉团队合作研发的，已有样机在客户处验证。（2）整线工艺方面，产品包括供玻璃清洗机、钙钛矿干燥设备、组件封装设备、激光设备等。此外，公司的钙钛矿设备不进行改动便可实现与CIGS的叠层，更改托盘和自动化传输可以完成与所有硅基电池的叠层。◆建设钙钛矿实验中心，与协鑫光电合作叠层技术。公司在2022年投资近一亿元建设高效钙钛矿太阳能电池实验中心，已完成大面积单结钙钛矿电池中试线、晶硅钙钛矿叠层电池实验线的建设。另外，公司在2021年与协鑫光电签订钙钛矿叠层电池技术合作开发协议。图表：晟成光伏行业发展历程资料来源：京山轻机公司官网，晟成公司官网请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明52◆OLED蒸发源设备核心供应商。吉林奥来德光电材料股份有限公司成立于2005年6月，从事有机电致发光材料（OLED材料）和蒸发源设备从研发到销售的一体化业务。公司是国内少数可以自主生产有机发光材料终端材料的公司之一，是行业内技术先进的OLED有机材料制造商，其产品已批量向京东方、华星光电等知名面板客户供应。此外，公司打破了蒸发源设备领域内国外的技术壁垒，实现了核心组件蒸发源的自主研发、产业化和进口替代。目前，公司蒸镀源设备在我国市场占有率达57.58%，在Tokki蒸镀机蒸发源市场占有率73.08%。◆钙钛矿结构类型OLED，镀膜工艺可迁移：钙钛矿电池与OLED结构类似，包括电子传输层、空穴传输层等，OLED真空蒸镀工艺可迁移至钙钛矿电池中。实际上，钙钛矿对蒸镀设备的要求低于OLED，包括精度、封装气密性，制作所需工序也更少，因此结构更简单，价格上也会远低于OLED蒸镀机（单台价格达到0.8亿美元），国产化后价格仅会比夹缝涂布机高20%-50%。◆依托既有技术，切入钙钛矿蒸镀设备领域。公司在2022年发布公告称使用超募资金4900万元建设钙钛矿电池项目，其中2900万元被用于钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发项目，全资子公司升翕光电为实施主体，项目建设周期预计为20个月，计划开发薄膜的制备方法和设备；剩余的2000万元会进行低成本有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件的开发。资料来源：爱飞阳光伏之声，科瑞达真空科技有限公司图表：OLED与钙钛矿电池结构对比图表：蒸镀设备5.1镀膜设备代表企业——奥来得请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明535.1镀膜设备代表企业——捷佳伟创◆光伏电池设备龙头，多种主流技术路线整线解决方案。捷佳伟创新能源装备股份有限公司始创于2003年，从事于太阳能光伏电池设备的研发、制造与销售，为总员工超过9000人的行业龙头。公司在晶硅电池领域全面覆盖湿法设备、管式设备、板式设备、激光设备、金属化设备及智能制造设备等，可提供PERC、TOPCon和HJT电池整线解决方案。公司在管式设备上一直保持着领先的研发优势，不断创新推出管式二合一PECVD设备、管式PE-poly设备、MAD设备等各类管试设备，PE-poly设备已成为TOPCon的主流技术路线。◆钙钛矿设备布局广泛，拥有RPD独家授权。公司在大尺寸钙钛矿、全钙钛矿叠层领域设备种类涵盖RPD、PVD、PAR、CVD、蒸发镀膜及精密狭缝涂布、晶硅叠层印刷等。公司正在2018年取得日本住友重工RPD设备在中国大陆地区的独家授权，开发了透光导电膜独家设计，具有表面损伤少、载流子移动速度高等优势，有极高技术壁垒。2023年7月，公司拟发行可转债募集不超过9.61亿元资金，主要用于投资钙钛矿及钙钛矿叠层设备产业化项目。◆钙钛矿设备订单接连中标，已实现核心产品交付。2022年下半年至2023年2月，公司已向十多家光伏头部企业和行业新兴企业及研究机构提供钙钛矿装备及服务，订单金额超过2亿元。2022年7月，核心设备“立式反应式等离子体镀膜设备”(RPD)通过厂内验收，发运给客户投入生产。图表：捷佳伟创板式透明导电薄膜沉积设备图表：捷佳伟创钙钛矿设备资料来源：捷佳伟创官网请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明545.1镀膜设备代表企业——微导纳米◆国内ALD设备领先企业。江苏微导纳米科技股份有限公司成立于2015年12月，是一家面向全球的半导体、泛半导体高端微纳装备制造商，形成了以原子层沉积（ALD）技术为核心，CVD等多种真空薄膜技术梯次发展的产品体系，专注于先进微米级、纳米级薄膜设备的研发、生产与应用，2022年在科创板上市。公司业务涵盖光伏、LED、集成电路，及MEMS等泛半导体相关领域，以及新能源和柔性电子领域公司首创将ALD原子沉积技术规模化应用于光伏领域，在保障光电转换效率的同时可以有效帮助电池片厂商大幅降低设备投资额与生产成本。同时，公司是国内首家成功将量产型High-k原子层沉积设备应用于28nm节点集成电路制造前道生产线的国产设备公司。◆ALD技术适用于钙钛矿领域，已取得相关订单：ALD技术可用于电子传输层和空穴传输层薄膜制备，厚度可控制到几nm到几十nm。ALD技术可以减少PVD溅射ITO的损伤，显著提高器件稳定性。目前，微导纳米已取得了XBC电池、钙钛矿异质结叠层电池订单。图表：微导纳米粉末原子层沉积系统资料来源：微导纳米公司官网，微导纳米招股说明书图表：ALD、PVD、CVD沉积效果对比请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明55公司名称钙钛矿相关情况德沪涂膜公司专注于狭缝涂布设备，2020年成为全球第一条100MW钙钛矿电池试量产线首台套核心涂膜设备供应商并通过验收，2022年3月上海德沪开发的全球首套用于钙钛矿-晶硅叠层核心涂膜设备系统验收成功。2022年12月德沪涂膜又一条100MW钙钛矿用精密狭缝涂膜设备1200mm×600mm尺寸验收成功。曼恩斯特为客户提供涂布整体技术解决方案，率先实现了高精密狭缝式涂布模头的产业化应用，打破了国外厂商在国内锂电池涂布模头领域的垄断，已成功拿到钙钛矿领域的狭缝式涂布机订单销售，基板尺寸为1200×600mm，纤纳光电为其终端客户；与中国科学院深圳先进技术研究院成立钙钛矿薄膜太阳能电池联合实验室。众能光电2023年4月，公司大面积高精度狭缝涂布达到长1100mm×宽1300mm。科晶智达2008年开始进行材料相关研发设备和锂电池实验设备的开发。目前公司可提供钙钛矿太阳能电池制备的全套方案，导电层镀膜环节拥有超声喷雾热分解镀膜设备，钙钛矿镀膜环节拥有旋转涂层机、热蒸镀仪、干燥箱等设备；最新开发设备MSK-AFA-DE200挤压转移式涂布机。美国nTactnTact为广泛的高科技应用开发流体处理和缝模涂布设备，是挤出或“无旋转”涂布技术的发明者。nTact专有的选择性涂层方法能提供连续贴片涂层能力，并精确控制起点和终点。2021年4月获得DOE的开发量产晶硅钙钛矿叠层电池涂膜设备的资助。日本东丽使用狭缝涂布技术将FAPbI3一步涂覆在于1100×1300mm长玻璃，进行气刀干燥后将镀膜玻璃真空干燥，或通过两步涂膜，分别将PbI2和FAI层涂覆，湿膜厚度更易于调节。国内已建和在建的500MW试量产线核心涂膜设备供货中，东丽供货150MW，占30%。大正微纳深耕高精密狭缝涂布设备，大正微纳通过材料和流体力学的研究积累实现了连续四层纳米级别薄膜的液相涂布制备，稳定实现了钙钛矿薄膜电池的制备。公司拥有DT-200-720、DT-300-1200等高精度狭缝涂布设备，DieGate狭缝涂布机mini系列等狭缝涂布设备。5.2主要涂布设备企业◆国内起步较晚但快速进步，优秀企业打破国外垄断。涂布设备广泛运用于半导体、锂电等领域，也是钙钛矿电池制作湿法工艺的主要设备，过去高端技术主要掌握在日、韩、欧、美企业手中，近年来国内如德沪涂膜、曼恩斯特等企业不断实现在产品、核心零部件等方面实现技术突破，打破国外垄断，并在钙钛矿领域做到领先。图表：钙钛矿涂布设备主要相关企业资料来源：深圳市电池行业协会，全球光伏，钙钛矿光伏电池，德沪涂膜设备，众能光电官微等，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明565.2涂布设备代表企业——德沪涂膜◆国内涂布设备新锐，打破海外垄断。上海德沪涂膜设备有限公司2016年落户嘉定工业园区，是我国首个超越日、德、韩国厂商可提供高品质量产电子级精密狭缝涂布设备的本土公司，创始人王锦山多年深耕高分子化学领域，是世界知名学者。公司成立了“上海德沪精密成膜技术及工程创新中心”，现有价值4000万元G2.5及G4.5涂膜系统各一套。2023年5月，公司投资1亿元成立“德沪钙钛矿产业化研究院”，落户中德新兴产业示范园。◆“钙钛矿产业化创新中心”建有三大设备开发平台：1）20MW全套设备集成及0.3m×0.3m钙钛矿电池流片平台；2）100MW涂膜-干燥-烧结一体化设备开发平台；3）晶硅-钙钛矿叠层涂膜量产设备（>1000片/每小时）开发平台。◆狭缝涂布设备市占率遥遥领先。2020年德沪涂膜成功中标，为协鑫全球第一条100MW钙钛矿产线供应大尺寸核心狭缝涂布设备并通过验收。2022年3月，上海德沪开发的全球首套用于钙钛矿-晶硅叠层核心涂膜设备系统验收成功。同年12月，公司又一条100MW钙钛矿用精密狭缝涂膜设备1200mm×600mm尺寸验收成功，当时我国已建和在建的500MW试量产线核心涂膜设备供货中，德沪涂膜狭缝涂布设备0.6m×1.2m和1m×2m供货达350MW，市占率70%。图表：片对片精密狭缝涂布设备图表：狭缝涂布技术原理资料来源：德沪涂膜设备微信公众号，国际太阳能光伏网请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明575.2涂布设备代表企业——曼恩斯特◆涂布设备新锐，打破海外垄断：曼恩斯特成立于2014年，是一家以高精密狭缝式涂布技术工艺设计与研发为核心，为客户提供涂布整体技术解决方案的国家级高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业，2023年5月在深交所上市。公司在国内率先实现了高精密狭缝式涂布模头的产业化应用，打破了日、美等海外厂商在国内锂电池涂布模头领域的垄断，实现了进口替代，成功进入为宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、ATL等锂电池行业龙头企业。◆与机构及领先企业合作，实现订单销售：曼恩斯特已同中国科学院深圳先进技术研究院成立联合实验室，将围绕钙钛矿薄膜太阳能电池的大面积生产工艺与装备等方面展开广泛合作，纤纳光电为公司钙钛矿相关产品终端客户之一。2023年7月，公司在钙钛矿领域狭缝式涂布机成功实现订单销售，基板尺寸为1200×600mm。资料来源：曼恩斯特公司官网图表：曼恩斯特精密摸头图表：曼恩斯特双罐涂布供料系统请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明585.3主要激光设备企业图表：钙钛矿激光设备主要相关企业公司名称钙钛矿相关情况德龙激光688170.SH公司是业内少有的能够同时覆盖激光器和精密激光加工设备业务的厂商。可以实现激光加工设备成本占比30%-50%的核心部件激光器的自产，2020年，公司推出用于钙钛矿太阳能电池生产的整线设备，目前已投入客户量产线使用，率先实现百兆瓦级规模化量产。帝尔激光300776.SZ公司在TCO层、钙钛矿层、电极层的生产制造中皆有激光设备布局，目前已有小批量订单并已完成交付。大族激光002008.SZ在激光及自动化技术领域，公司具备从基础器件、整机设备和工艺解决方案的垂直一体化能力。2015年，公司自主研发的钙钛矿激光刻划设备实现量产销售，目前，公司的大尺寸整线激光刻划设备已交付钙钛矿头部企业。迈为股份300751.SZ2021年，公司交付为客户定制的单结大面积钙钛矿电池激光设备。公司会加大单结钙钛矿的装备布局，在钙钛矿异质结叠层领域也会进行布局，公司看好钙钛矿/HJT叠层电池。杰普特688025.SH公司2021年研发了钙钛矿膜切设备，结合脉冲激光、光束整形、运动控制和高精度视觉定位技术，有效降低了钙钛矿薄膜电池死区宽度，提高了电池生产效率。公司为江苏大正微纳定制的首套柔性钙钛矿膜切设备已通过验收并正式投入生产。海目星688559.SH公司在钙钛矿电池设备领域进行了研究和技术储备，并有销售相关定制设备众能光电2021年，公司的钙钛矿激光划线刻蚀设备出货达50台套；钙钛矿PVD设备出货达30台套。◆国内激光设备企业积极进行研发布局，已实现产品量产。激光是晶硅光伏电池领域被大量运用的核心设备，产品具有一定的定制化特点，而钙钛矿电池激光刻线对加工精度要求更高，但国内已有诸多领先的激光企业，如德龙激光、帝尔激光、大族激光等，皆在积极布局运用于钙钛矿电池制造的激光设备，目前已可以实现批量化的出货。资料来源：德沪涂膜设备，激光之家，大族激光官微，激光制造网LaserfairCom，中国基金报等，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明595.3激光设备代表企业——德龙激光◆国内领先的精细微加工激光企业，发力新能源领域：苏州德龙激光股份有限公司成立于2005年，专注于精密激光加工设备及激光器的研发、生产、销售，并提供激光设备租赁和激光加工服务，2022年4月在科创板上市。公司通过自主研发，目前已拥有纳秒、皮秒、飞秒及可调脉宽系列固体激光器的核心技术和工业级量产的成熟产品。此外，公司已完成多款光纤激光器的研制，包括全光纤飞秒激光器、QCW光纤激光器等，已通过长时间可靠性验证，2023年将逐步导入搭载到公司新能源领域的激光加工设备。公司此前公告拟投资10.8亿元，通过全资子公司德龙建设年产420台套新能源高端激光设备生产线，并设立江阴研发中心，首次出资8000万元，后期根据项目建设需求分批出资。◆产品覆盖整套钙钛矿产线激光设备，已顺利实现出货。德龙激光在钙钛矿薄膜太阳能电池生产的相关设备包括前段P0激光打标设备，P1、P2、P3激光划线设备，P4激光清边设备、传输&缓存线体、后段封装检测等一系列自动化设备。2022年公司首套钙钛矿薄膜太阳能电池生产整段设备（百兆瓦级）已顺利交付客户并实现业务收入。图表：德龙特殊光学系统图表：德龙无损切割研发路线资料来源：德龙激光低温无水无损切割的技术及应用报告请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明605.4主要材料及整线企业膜层公司名称钙钛矿相关情况导电玻璃金晶科技600586.SH2022年5月，公司自主知识产权的TCO玻璃产线投产，该产线为国内第一条TCO玻璃产线。2022年9月，公司对滕州二线600T/D玻璃生产线进行升级，改造为TCO玻璃产线，预计将于2023年第三季度点火。2022年10月，金晶科技与钙钛矿电池龙头杭州纤纳光电签订战略合作协议，纤纳光电未来若每增加1GW钙钛矿电池产能规划，则金晶需配套不低于500万平米/年的TCO玻璃产能。2023年5月，公司投资建设的600t/d薄膜光伏组件玻璃生产线（二期）成功点火。耀皮玻璃600819.SH公司2022年12月收购国内TCO玻璃主要供应商大连旭硝子，介入钙钛矿上游TCO玻璃领域。亚玛顿002623.SZ超薄光伏玻璃领军者，是全市场极少能大规模批量生产1.6mm超薄光伏玻璃厂商之一。2022年8月，亚玛顿表示多年前已储备TCO玻璃相关技术和产品，目前已为纤纳光电提供相关的TCO玻璃产品。靶材阿石创300706.SZ深耕PVD镀膜材料，自主研发200多款高端镀膜材料，主要产品包括ITO、钼、铜、铝、硅、钛、钽及各类合金与稀有金属靶材，下游客户涵盖京东方、华星光电、水晶光电、舜宇光学、群创光电等一线龙头企业。2023年5月，由阿石创自主研发生产的首批的超长尺寸一体化旋转ITO靶材（单节长1100毫米）成功下线，该靶材可应用于各世代线的TFT-LCD新型显示器件、新型异质结电池（HJT）等多个领域。截至目前，阿石创可生产400-1100毫米的各世代ITO产品。隆华科技300263.SZ子公司丰联科光电掌握生产高端ITO靶材和钼靶材的核心技术，旗下靶材产品已经通过京东方、TCL华星、天马微电子及信利半导体等客户的多条TFT产线的测试认证。隆华科技钙钛矿电池用靶材当前已进入下游客户的供货测试阶段。整线弗斯迈公司从2022年开始提供钙钛矿光伏整线解决方案，拥有成熟的前道电池生产线和后道组件封装生产线设备，在钙钛矿镀膜领域，公司以和多家客户在接洽商谈中。目前公司产品覆盖精确裁覆膜设备、贴绝缘胶带机器、贴导电胶带机、汇流条贴敷机、层压机等设备。◆TCO玻璃国产化产能已经建立，靶材已有优秀企业。TCO玻璃是单结钙钛矿电池的主要基底材料，过去同样主要被国际企业所垄断，近年国内以金晶科技为代表的企业已经掌握自主知识产权，并逐步进行大批量的产能建设，金属氧化物等靶材则是钙钛矿传输层、电极等结构必不可少的材料，国内已有隆华科技、阿石创等优秀企业。图表：钙钛矿材料及整线主要相关企业资料来源：光伏组件与BIPV，中国非金属矿信息平台，新玻网，SAGSI硅产业研究，阿石创官网等，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明615.4材料代表企业——金晶科技◆浮法玻璃企业老牌企业，掌握TCO玻璃量产技术：金晶科技前身为淄博金晶浮法玻璃厂，最早成立于1996年，2005年超白玻璃成功下线并成为国内第一家成功掌握超白浮法玻璃生产技术的企业。公司前瞻性布局TCO玻璃，2021年完成了超白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玻璃，产品性能得到了国内外客户的认可，具备了批量供应市场的能力，是国内外为数不多掌握TCO玻璃技术且能量产的企业之一。◆TCO玻璃扩产加码：2022年5月，金晶科技于山东淄博投产国内首条TCO导电膜玻璃生产线，到2022年年底公司已具备2条年产1500万平米TCO玻璃生产线。同时，公司于2022年9月公告拟自筹资金4.5亿元，将全资孙公司滕州金晶玻璃二线600T/D玻璃生产线升级改造为TCO玻璃产线，预计将于2023年第三季度点火投产。在马来西亚，公司建设有2条500t/d的TCO玻璃产线，分别为背板和前板，满产产能2500万平米；◆与国内外知名钙钛矿及薄膜电池企业建立紧密合作。公司已为国内几家钙钛矿头部企业的中试线稳定供货，2022年10月，公司与纤纳光电签订战略合作协议，纤纳光电未来若每增加1GW的钙钛矿电池产能规划，金晶科技需配套不低于500万平方米/年TCO玻璃产能。另一方面，公司TCO玻璃在2022年H1已向海外薄膜电池龙头FirstSolar正常供货；图表：金晶超白TCO玻璃资料来源：上海证券报，金晶集团官网图表：金晶超玻璃产线请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明625.4材料代表企业——耀皮玻璃◆历史悠久的玻璃厂商，产品丰富全面。上海耀皮玻璃集团成立于1983年，最早为中英合资，1993年改制上市，产品涵盖浮法玻璃、建筑加工玻璃、汽车及特种车辆玻璃、特种玻璃及门窗洗脸玻璃。公司致力于高性能、绿色节能、安全环保和可再生能源产品的研发和制造，特别是具有先进技术的各种低辐射镀膜玻璃、在线节能能源再生玻璃和节能中空玻璃。◆收购国内TCO玻璃主要供应商艾杰旭。公司于2022年12月收购国内TCO玻璃主要供应商艾杰旭（又名大连旭硝子），拥有一条在线镀膜浮法玻璃生产线，介入到钙钛矿上游TCO玻璃领域。艾杰旭被收购前为创立于1907年的日本“玻璃大王”AGC的全资子公司，1992年在大连成立，2016年生产出应用于碲化铬薄膜发电的TCO玻璃，是全国最早实现商业化生产光伏TCO玻璃的厂商。图表：AGC艾杰旭汽车玻璃印刷线资料来源：璟赫公司官网，国际太阳能光伏网图表：碲化镉使用TCO玻璃请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明632.5材料代表企业——隆华科技&阿石创◆隆华科技，国产新材料靶材开拓者：隆华科技集团成立于1995年，主营电子材料、高分子复合材料和节能环保三大业务，全资子公司丰联科光电成立于2001年，是专业从事电子信息靶材、难熔金属材料及深加工制品的生产、研发和销售的高新技术企业。丰联科下属六家子中的广西晶联光电为国家级专精特新“小巨人”企业，主要从事氧化铟锡（ITO）靶材、氧化铟镓锌（IGZO）靶材等生产、研发和销售。隆华科技作为我国新材料靶材国产化的开拓者，旗下靶材产品已经通过京东方、TCL华星等客户的多条TFT产线的测试认证，钙钛矿电池用靶材当前已进入下游客户的供货测试阶段。◆阿石创，专精PVD镀膜材料：阿石创成立于2002年，专业从事PVD镀膜材料的研发、生产与销售，主要产品包括ITO、钼、铜、铝等靶材，是国家级“专精特新”小巨人企业。阿石创可生产400-1100毫米的各世代ITO产品，下游客户涵盖京东方、华星光电等一线龙头企业。今年5月，由阿石创自主研发生产的首批的超长尺寸一体化旋转ITO靶材（单节长1100毫米）成功下线。图表：高纯溅射靶材产业链图表：ITO和AZO靶材资料来源：江丰电子招股说明书，中诺新材公司官网，安徽狄拉克新材料科技有限公司官网请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明64风险提示◆技术发展不及预期：钙钛矿电池技术要走向成熟还有诸多需要突破的方面，包括材料体系、工艺、设备等方面，这种技术的研发存在较大不确定性，可能难度会超出产业预期，导致技术实现时间长于市场预期时间。◆光伏行业需求阶段性波动：钙钛矿电池属于尚在开发中的光伏新兴技术，需要较大量研发投入，与相关企业发展决策及行业前景展望有关，如果接下来国内外光伏装机需求因为电网消纳等原因出现放缓，则有可能影响相关投入。◆海外政策影响：光伏终端需求海外市场占比高，关税、原材料溯源等海外市场政策对于出口有较大影响，特别是对于欧美等重点市场。◆其他能源竞争力加强：光伏新技术的发展尚需要较大量的研发投入，同时风电、生物质能、核能等其他新兴能源也在不断发展中，而总体成本优势更强的能源在市场竞争中会处于相对有利位置，其他非光伏能源若竞争力加强则可能导致资源倾斜。◆宏观经济下行影响行业整体发展：光伏作为一种电力能源，市场需求规模总体会收到经济运行情况的影响，若宏观经济基本面偏弱，对电力的需求有所波动，则可能影响光伏行业本身的发展及研发投入。◆数据测算和预测假设存在主观性：报告中存在一些数据推算和预测，虽然基于获取的客观资料，但在具体处理逻辑上仍基于主观判断，不排除存在与实际事实存在偏差的情况。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明65研究小组介绍李航,邱迪,彭若恒,本报告中的分析师均具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师，以勤勉的职业态度，独立，客观的出具本报告。本报告清晰准确的反映了分析师本人的研究观点。分析师本人不曾因，不因，也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收取到任何形式的补偿。分析师承诺行业投资评级国海证券投资评级标准推荐：行业基本面向好，行业指数领先沪深300指数；中性：行业基本面稳定，行业指数跟随沪深300指数；回避：行业基本面向淡，行业指数落后沪深300指数。股票投资评级买入：相对沪深300指数涨幅20%以上；增持：相对沪深300指数涨幅介于10%～20%之间；中性：相对沪深300指数涨幅介于-10%～10%之间；卖出：相对沪深300指数跌幅10%以上。电新小组介绍李航，首席分析师，曾先后就职于广发证券、西部证券等，新财富最佳分析师新能源和电力设备领域团队第五，卖方分析师水晶球新能源行业前五，新浪财经金麒麟电力设备及新能源最佳分析师团队第四，上证报最佳新能源电力设备分析师第三等团队核心成员。邱迪，联席首席分析师，中国矿业大学（北京）硕士，电力电子与电气传动专业，4年证券从业经验，曾任职于明阳智能资本市场部、华创证券等，主要覆盖新能源发电、储能等方向。彭若恒，布里斯托大学金融硕士，4年证券分析师相关从业经验，曾于国信证券消费行业新财富团队任职，后独立负责新三板深化改革及北交所优质上市公司研究工作，目前主要覆盖光伏领域的研究覆盖工作。严语韬，哥伦比亚大学硕士，2023年加入国海证券，主要覆盖光伏辅材及新技术板块王润青，香港科技大学硕士，材料专业，2022年加入国海证券电新组，主要覆盖风电、氢能源板块。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明66免责声明和风险提示本报告的风险等级定级为R3，仅供符合国海证券股份有限公司（简称“本公司”）投资者适当性管理要求的的客户（简称“客户”）使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。客户及/或投资者应当认识到有关本报告的短信提示、电话推荐等只是研究观点的简要沟通，需以本公司的完整报告为准，本公司接受客户的后续问询。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告中的信息均来源于公开资料及合法获得的相关内部外部报告资料，本公司对这些信息的准确性及完整性不作任何保证，不保证其中的信息已做最新变更，也不保证相关的建议不会发生任何变更。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。报告中的内容和意见仅供参考，在任何情况下，本报告中所表达的意见并不构成对所述证券买卖的出价和征价。本公司及其本公司员工对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失概不负责。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等服务。本公司在知晓范围内依法合规地履行披露义务。免责声明市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告为作出投资决策的唯一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前，如有需要，投资者务必向本公司或其他专业人士咨询并谨慎决策。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。风险提示本报告版权归国海证券所有。未经本公司的明确书面特别授权或协议约定，除法律规定的情况外，任何人不得对本报告的任何内容进行发布、复制、编辑、改编、转载、播放、展示或以其他任何方式非法使用本报告的部分或者全部内容，否则均构成对本公司版权的侵害，本公司有权依法追究其法律责任。郑重声明请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明67心怀家国，洞悉四海国海研究深圳深圳市福田区竹子林四路光大银行大厦28F邮编：518041电话：0755-83706353国海研究上海上海市黄浦区绿地外滩中心C1栋国海证券大厦邮编：200023电话：021-61981300国海研究北京北京市海淀区西直门外大街168号腾达大厦25F邮编：100044电话：010-88576597国海证券·研究所·电力与新能源研究团队