山西证券:钙钛矿东风渐起-产业化进程从0到1VIP专享VIP免费

请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1
电力设备及新能源
行业深度报告 领先大市-A(维持)
钙钛矿东风渐起,产业化进程从 01
2024 110
行业研究/行业深度分析
电力设备及新能源板块近一年市场表现
资料来源:最闻
分析师:
肖索
执业登记编码:S0760522030006
邮箱:xiaosuo@sxzq.com
贾惠淋
执业登记编码:S0760523070001
邮箱:jiahuilin@sxzq.com
投资要点:
理论效率++成本优势显著,钙钛矿有望成为光伏组件的终极路
线:1)理论效率显著高于晶硅:钙钛矿单结电池理论效率可达 33%,钙
/晶硅叠层电池理论效率可达到 43%,钙钛矿/钙钛矿叠层理论效率可达
45%2)工艺流程相对简单:钙钛矿组件在一个工厂就可完成生产,整个
工艺流程只需要大45 分钟,且能耗低,单瓦制造能耗不及晶硅 1/10
3)未来降本空间较大:预计未来规模化后成本有望降至 0.5-0.6 /W
目前由于稳定性、大尺寸效率及规模化生产等因素,钙钛矿产业化仍然
临挑战。
量产步骤基本形成共识,PVD 和激光设备使用的确定性高:钙钛
池生产流程可大致划分为:输入 TCO 层玻璃→P1 激光划线→电荷传输层沉
积→钙钛矿层涂覆→电荷传输层沉积→P2 激光划线→背电极制作P3 激光
线1)钙钛矿层:制备工艺主要可分为湿法(溶液法)、干法
(气相法)和气相沉积辅助法(干湿结合),各种路线各有优缺点,狭缝
布相对主流,蒸镀法关注度提升。2)电子传输层:氧化锡为主流材料,
RPD 设备较为适合;3)空穴传输层:氧化镍为主流选择,反式
结构中制备设备多选用 PVD4)电极层:通常使用 TCO 材料,PVD
5)激光设备:四道激光刻蚀,高精度激光设备需求确定性
高。6)封装:材料多选 POE+丁基胶,工艺标准对标 OLEDs
/材料下降本下钙钛件成
本下降的三条主要路径:假设良率为 90%率为 18%数据
显示,钙钛矿组件成本约为 1.65 /W1/效率提升:在百的产
线下,假设良率为 70%,组件成本会在 2.09 /W 左右。如果良率提升至
100%,组件成本将下降至 1.50 /W。假设良率为 90%,如果组件效率从
18%30%可下0.66 /W达到 0.99 /W2)材料成
TCO 玻璃在材料成本中占比最高,若 TCO 玻璃价格降至 25 /
㎡,组件成本能降至 1.44 /W3)设备成本下降:GW 设备投资额
13 亿元降至 5亿元,能带动单瓦组件成本降低 0.08 /W
多个公司百兆瓦级产线运行顺利,协鑫和极电 GW 级产线已经开始
1)协鑫光电:公司 1000mm×2000mm 钙钛矿单结组件光电转化效率
18.04% 279mm×370mm 的叠层组件效率突破 26.17%369mm×
555mm 叠层组件效率突破 26.34%。钙钛矿 GW 级生产基地顺利奠基,有望
行业研究/行业深度分析
请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 2
2024-2025 年建成投产。2)极电光能:公司研发的 810.1cm ²大尺寸钙钛
矿组件稳态效率达到 19.5%2022 8月,公司与无锡锡山经济技术开
区达成协议布局全球首条 GW 级钙钛矿光伏组件及 BIPV 产品生产线。项目
2023 4月开工建设,预计 24 年下半年建成投产。3)纤纳光电:采用
公司钙钛矿α组件的蒙西基地库布其项目送电成功,是全球首个商业化运
行的兆瓦级钙钛矿地面光伏项。
重点公司关注:我们认为钙钛矿光伏组件行业处于产业化从 01
发展阶段,建议关注产业化进程较快的相关企业,协鑫科技、极电光
(未上市)、纤纳光电(未上市)。钙钛矿光伏组件产业化将给设备公司带
来相应的投资机会,建议关注镀膜设备公司京山轻机、捷佳伟创、迈为
份、奥来德、微导纳米;涂布设备公司德沪涂膜(未上市)、曼恩斯特;
光设备公司帝尔激光、大族激光
风险提示:钙钛矿产业化发展不及预期、成本下降不及预期、光伏行业需
求不及预期、数据测算和假设存在主观性风险
行业研究/行业深度分析
请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 3
目录
1. 钙钛矿电池:理论效率、成本优势明显,叠层是未来发展方向................................................................................7
1.1 第三代光伏电池,钙钛矿叠层大势所趋.................................................................................................................. 7
1.2 降本增效优势明显,大尺寸电池稳定性和效率仍面临挑战................................................................................ 12
1.2.1 优势:理论效率+工艺+成本三方面构筑竞争力............................................................................................ 12
1.2.2 挑战:大面积电池的稳定性和效率仍需进一步突破.....................................................................................15
1.3 光伏建筑一体化(BIPV)打开钙钛矿增量市场................................................................................................... 17
2. 量产步骤基本形成共识,PVD 和激光设备确定性较高............................................................................................. 19
2.1 钙钛矿层:狭缝涂布相对主流,蒸镀法关注度提升............................................................................................ 20
2.2 电子传输层:氧化锡为主流材料RPD 设备较为适........................................................................................26
2.3 空穴传输层:氧化镍为主流选择,制备设备多选用 PVD................................................................................... 29
2.4 电极层:FTO 玻璃成主流选择,PVD 为主要制备方式....................................................................................... 32
2.5 封装:材料多选 POE+丁基胶,工艺标准对标 OLEDs........................................................................................ 33
2.6 激光设备:四道激光刻蚀,高精度激光设备需求确定性高................................................................................ 34
3. 成本测算:降本空间大,规模化后有望降至 0.5-0.6 /W........................................................................................36
3.1 降本途径一:良率/效率提................................................................................................................................... 36
3.2 降本途径二:材料成本下降.................................................................................................................................... 38
3.3 降本途径三:设备成本下降.................................................................................................................................... 39
4. 产业化进展:百兆瓦级产线运行顺利,GW 级产线已经开建.................................................................................. 40
4.1 协鑫光电:369mm×555mm 叠层组件效率突破 26.34%....................................................................................... 40
4.2 极电光能:810.1cm²大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到 19.5%..............................................................................42
4.3 纤纳光电:钙钛矿组件稳定性领跑行业................................................................................................................ 44
5. 投资建.......................................................................................................................................................................... 45
6. 风险提.......................................................................................................................................................................... 45
图表目录
1: 全球各能源发电装机量预测(GW..................................................................................................................... 7
2: 太阳能电池分类........................................................................................................................................................ 8
电力设备及新能源行业深度报告领先大市-A(维持)2024年1月10日钙钛矿东风渐起,产业化进程从0到1行业研究/行业深度分析电力设备及新能源板块近一年市场表现投资要点:理论效率+工艺+成本优势显著,钙钛矿有望成为光伏组件的终极路资料来源:最闻线:1)理论效率显著高于晶硅:钙钛矿单结电池理论效率可达33%,钙钛矿/晶硅叠层电池理论效率可达到43%,钙钛矿/钙钛矿叠层理论效率可达到分析师:45%;2)工艺流程相对简单:钙钛矿组件在一个工厂就可完成生产,整个肖索工艺流程只需要大约45分钟,且能耗低,单瓦制造能耗不及晶硅1/10;执业登记编码:S07605220300063)未来降本空间较大:预计未来规模化后成本有望降至0.5-0.6元/W。但邮箱:xiaosuo@sxzq.com目前由于稳定性、大尺寸效率及规模化生产等因素,钙钛矿产业化仍然面贾惠淋执业登记编码:S0760523070001临挑战。邮箱:jiahuilin@sxzq.com量产步骤基本形成共识,PVD和激光设备使用的确定性高:钙钛矿电池生产流程可大致划分为:输入TCO层玻璃→P1激光划线→电荷传输层沉积→钙钛矿层涂覆→电荷传输层沉积→P2激光划线→背电极制作→P3激光划线→封装。1)钙钛矿层:制备工艺主要可分为湿法(溶液法)、干法(气相法)和气相沉积辅助法(干湿结合),各种路线各有优缺点,狭缝涂布相对主流,蒸镀法关注度提升。2)电子传输层:氧化锡为主流材料,反式结构中RPD设备较为适合;3)空穴传输层:氧化镍为主流选择,反式结构中制备设备多选用PVD;4)电极层:通常使用TCO材料,PVD为主要制备方式。5)激光设备:四道激光刻蚀,高精度激光设备需求确定性高。6)封装:材料多选POE+丁基胶,工艺标准对标OLEDs。良率/效率提升、材料端成本下降、设备成本下降是未来钙钛矿组件成本下降的三条主要路径:假设良率为90%、组件效率为18%时,测算数据显示,钙钛矿组件成本约为1.65元/W。1)良率/效率提升:在百兆瓦的产线下,假设良率为70%,组件成本会在2.09元/W左右。如果良率提升至100%,组件成本将下降至1.50元/W。假设良率为90%,如果组件效率从18%提升至30%,组件成本可下降0.66元/W,达到0.99元/W。2)材料成本下降:TCO玻璃在材料成本中占比最高,若TCO玻璃价格降至25元/㎡,组件成本能降至1.44元/W。3)设备成本下降:若单GW设备投资额从13亿元降至5亿元,能带动单瓦组件成本降低0.08元/W。多个公司百兆瓦级产线运行顺利,协鑫和极电GW级产线已经开始建设:1)协鑫光电:公司1000mm×2000mm钙钛矿单结组件光电转化效率达到18.04%;279mm×370mm的叠层组件效率突破26.17%,369mm×555mm叠层组件效率突破26.34%。钙钛矿GW级生产基地顺利奠基,有望请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明1行业研究/行业深度分析在2024-2025年建成投产。2)极电光能:公司研发的810.1cm²大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到19.5%。2022年8月,公司与无锡锡山经济技术开发区达成协议布局全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线。项目于2023年4月开工建设,预计24年下半年建成投产。3)纤纳光电:采用公司钙钛矿α组件的蒙西基地库布其项目送电成功,是全球首个商业化运行的兆瓦级钙钛矿地面光伏项。重点公司关注:我们认为钙钛矿光伏组件行业处于产业化从0向1的发展阶段,建议关注产业化进程较快的相关企业,协鑫科技、极电光能(未上市)、纤纳光电(未上市)。钙钛矿光伏组件产业化将给设备公司带来相应的投资机会,建议关注镀膜设备公司京山轻机、捷佳伟创、迈为股份、奥来德、微导纳米;涂布设备公司德沪涂膜(未上市)、曼恩斯特;激光设备公司帝尔激光、大族激光。风险提示:钙钛矿产业化发展不及预期、成本下降不及预期、光伏行业需求不及预期、数据测算和假设存在主观性风险。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明2行业研究/行业深度分析目录1.钙钛矿电池:理论效率、成本优势明显,叠层是未来发展方向................................................................................71.1第三代光伏电池,钙钛矿叠层大势所趋..................................................................................................................71.2降本增效优势明显,大尺寸电池稳定性和效率仍面临挑战................................................................................121.2.1优势:理论效率+工艺+成本三方面构筑竞争力............................................................................................121.2.2挑战:大面积电池的稳定性和效率仍需进一步突破.....................................................................................151.3光伏建筑一体化(BIPV)打开钙钛矿增量市场...................................................................................................172.量产步骤基本形成共识,PVD和激光设备确定性较高.............................................................................................192.1钙钛矿层:狭缝涂布相对主流,蒸镀法关注度提升............................................................................................202.2电子传输层:氧化锡为主流材料,RPD设备较为适合........................................................................................262.3空穴传输层:氧化镍为主流选择,制备设备多选用PVD...................................................................................292.4电极层:FTO玻璃成主流选择,PVD为主要制备方式.......................................................................................322.5封装:材料多选POE+丁基胶,工艺标准对标OLEDs........................................................................................332.6激光设备:四道激光刻蚀,高精度激光设备需求确定性高................................................................................343.成本测算:降本空间大,规模化后有望降至0.5-0.6元/W........................................................................................363.1降本途径一:良率/效率提升...................................................................................................................................363.2降本途径二:材料成本下降....................................................................................................................................383.3降本途径三:设备成本下降....................................................................................................................................394.产业化进展:百兆瓦级产线运行顺利,GW级产线已经开建..................................................................................404.1协鑫光电:369mm×555mm叠层组件效率突破26.34%.......................................................................................404.2极电光能:810.1cm²大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到19.5%..............................................................................424.3纤纳光电:钙钛矿组件稳定性领跑行业................................................................................................................445.投资建议..........................................................................................................................................................................456.风险提示..........................................................................................................................................................................45图表目录图1:全球各能源发电装机量预测(GW).....................................................................................................................7图2:太阳能电池分类........................................................................................................................................................8请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明3行业研究/行业深度分析图3:钙钛矿ABX3结构示.................................................................................................................................................9图4:不同钙钛矿结构........................................................................................................................................................9图5:钙钛矿电池工作原理................................................................................................................................................9图6:钙钛矿电池发展历程..............................................................................................................................................10图7:1.55eV单结太阳电池工作能量损失......................................................................................................................11图8:叠层太阳电池工作原理..........................................................................................................................................11图9:叠层电池理论效率明显高于各单结光伏电池......................................................................................................11图10:叠层电池理论效率明显高于各单结光伏电池....................................................................................................12图11:钙钛矿材料光吸收系数更高................................................................................................................................13图12:钙钛矿电池带隙可调............................................................................................................................................13图13:钙钛矿电池效率不断突破....................................................................................................................................13图14:钙钛矿与晶硅生产流程对比................................................................................................................................14图15:钙钛矿组件制造能耗更低(KWh/W)..............................................................................................................14图16:协鑫百MW钙钛矿组件成本拆分(%)..........................................................................................................14图17:钙钛矿与晶硅产线投资额对比(亿元/GW)....................................................................................................14图18:钙钛矿电池商业化面临的挑战............................................................................................................................15图19:影响钙钛矿电池稳定性的因素............................................................................................................................16图20:尺寸增大导致钙钛矿电池光电转化效率下降....................................................................................................16图21:BIPV应用形式举例..............................................................................................................................................17图22:北京世园会中国馆BIPV应用.............................................................................................................................17图23:钙钛矿电池性能优异可应用于BIPV..................................................................................................................18图24:钙钛矿电池组件生产流程及目前主流设备选择................................................................................................19图25:CsPbX3在低温或室温条件下会转变为黄色正交相非钙钛矿结构..................................................................20图26:各类溶液法制备钙钛矿层示意图........................................................................................................................21图27:各类真空法制备钙钛矿层示意图........................................................................................................................22图28:不同气相沉积辅助法示意....................................................................................................................................23请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明4行业研究/行业深度分析图29:影响ETL效率的因素..........................................................................................................................................26图30:常见有机化合物能级图........................................................................................................................................27图31:常见无机化合物能级图........................................................................................................................................27图32:含不同ETL材料钙钛矿电池的光电转换效率范围..........................................................................................27图33:常见ETL材料价格(元/克).............................................................................................................................28图34:磁控溅射法和RPD法工作原理示意图..............................................................................................................29图35:常见HTL材料能级图..........................................................................................................................................30图36:含不同HTL材料钙钛矿电池的光电转换效率..................................................................................................30图37:常见HTL材料价格(元/克).............................................................................................................................31图38:部分碳电极材料示意............................................................................................................................................33图39:两种封装技术示意图............................................................................................................................................34图40:钙钛矿电池激光工艺示意....................................................................................................................................35图41:钙钛矿组件和晶硅组件成本测算(元/W).......................................................................................................36图42:良率提升带动成本下降(元/W).......................................................................................................................37图43:钙钛矿组件效率提升带动成本下降(元/W)...................................................................................................37图44:钙钛矿电池材料成本拆分....................................................................................................................................38图45:TCO玻璃价格下降带动组件成本下降(元/W)..............................................................................................39图46:设备投资下降带动组件成本下降(元/W).......................................................................................................40图47:协鑫光电发展历程................................................................................................................................................41图48:协鑫光电1m×2m钙钛矿组件.............................................................................................................................42图49:协鑫光电钙钛矿BIPV组件示意.........................................................................................................................42图50:极电光能发展历程................................................................................................................................................43图51:极电光能钙钛矿BIPV产品.................................................................................................................................43图52:纤纳光电发展历程................................................................................................................................................44图53:IEC61215测试系列..............................................................................................................................................44图54:IEC61730测试系列..............................................................................................................................................44请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明5行业研究/行业深度分析表1:钙钛矿产业化进展..................................................................................................................................................16表2:BIPV市场空间测算................................................................................................................................................18表3:三家企业钙钛矿层材料部分专利布局..................................................................................................................20表4:协鑫光电有关钙钛矿层制备工艺的专利布局......................................................................................................23表5:协鑫光电有关钙钛矿层制备设备的专利布局......................................................................................................23表6:极电光能有关钙钛矿层制备工艺的专利布局......................................................................................................24表7:极电光能有关钙钛矿层制备设备的专利布局......................................................................................................24表8:纤纳光电有关钙钛矿层制备设备的专利布局......................................................................................................25表9:各厂商钙钛矿层设备布局情况..............................................................................................................................25表10:协鑫光电及极电光能对ETL材料的专利布局..................................................................................................28表11:三家厂商对HTL材料专利布局..........................................................................................................................31表12:不同类型TCO玻璃对比......................................................................................................................................32表13:各厂商钙钛矿封装设备布局................................................................................................................................34表14:各厂商钙钛矿激光设备布局................................................................................................................................35表15:TCO玻璃厂商情况...............................................................................................................................................38表16:关注公司及盈利预测............................................................................................................................................45请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明6行业研究/行业深度分析1.钙钛矿电池:理论效率、成本优势明显,叠层是未来发展方向1.1第三代光伏电池,钙钛矿叠层大势所趋可再生能源将成为未来主流,其中光伏发电占比最高。据IEA统计数据显示,截至2022年全球光伏发电装机量总计达到1145GW,占全球装机量的13.2%,预计到2050年全球太阳能发电装机量将达到12639GW,占比将达到48.7%,CAGR为5.0%。图1:全球各能源发电装机量预测(GW)资料来源:IEA,山西证券研究所光伏电池已历经三次迭代,钙钛矿电池为第三代的代表。第一代光伏电池主要指包括单晶硅和多晶硅电池在内的硅基太阳能电池,是目前市场中的主流。第二代光伏电池以薄膜电池为主,典型代表为铜铟镓硒、碲化镉太阳能电池;与第一代相比,第二代光伏电池有生产过程简单、成本低等优点,但其发展受到了污染严重等因素的影响。第三代太阳能电池致力于通过采用新型材料以实现更高效率、更低成本的目标,主要指包含染料敏化电池(DSSCs)、有机光伏(OPV)、量子点太阳能电池(QDSCs)和钙钛矿电池(PSCs)等新型太阳能电池。其中,钙钛矿电池近两年发展迅猛,市场关注度日益提升;远期来看,有望成为太阳能电池的终极技术。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明7行业研究/行业深度分析图2:太阳能电池分类资料来源:东方富海,山西证券研究所钙钛矿太阳能电池以金属卤化物钙钛矿材料作为光吸收层。钙钛矿材料起源于钙钛氧化物(CaTiO3),由Gustav于1893年发现,之后被LevA.Rose表征,钙钛矿(perovskite)从而得名。当前钙钛矿材料是指具有ABX3晶体结构的有机-无机杂化化合物,其中A为大半径阳离子,例如甲胺基(CH3NH3);B为金属阳离子,例如铅离子;X则常指卤素原子,例如I-、Br-、Cl-等。钙钛矿电池一般由透明导电氧化物(TCO)、电子传输层(ETL)、钙钛矿吸光层、空穴传输层(HTL)和电极层组成。钙钛矿电池的结构一般分为介孔结构和平面结构,平面结构又根据入射光方向不同分为N-I-P(正式)结构和P-I-N(反式)结构。反式结构制备工艺更加简单、可低温成膜,是目前的主流结构。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明8图3:钙钛矿ABX3结构示行业研究/行业深度分析图4:不同钙钛矿结构资料来源:QuantumSolutions,山西证券研究所资料来源:《两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池研究进展》,山西证券研究所钙钛矿电池工作原理同硅基太阳能电池类似,为光生伏特效应。太阳光透过导电玻璃入射到电池内部,钙钛矿活性层吸收光子产生激子(电子—空穴对),束缚态的激子分离成自由载流子,电子进入电子传输层(ETL),而空穴则进入空穴传输层(HTL),之后电子和空穴分别被阳极和阴极收集产生电动势,并移动到外电路从而产生电流。图5:钙钛矿电池工作原理资料来源:《Acomprehensivereviewofthecurrentprogressesandmaterialadvancesinperovskitesolarcells》,山西证券研究所钙钛矿电池正式发展起步于2009年,至今已有15年历程。2009年,日本学者将钙钛矿材料用于染料敏化电池中,取得了3.8%的光电转化效率(PCE),之后随着学界研究的不断深入,钙钛矿电池效率也日益提高,截至2023年6月17日,根据Solarcellsefficience请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明9行业研究/行业深度分析tables数据显示,单结钙钛矿电池的实验室PCE达到26.1%,钙钛矿/硅叠层电池效率达到33.7%。2023年11月3日,美国国家可再生能源实验室(NREL)最新认证报告显示,由中国企业隆基绿能自主研发的晶硅—钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,刷新了世界纪录,成为目前全球晶硅—钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。图6:钙钛矿电池发展历程资料来源:《StabilityandPerformanceEnhancementofPerovskiteSolarCells:AReview》,山西证券研究所钙钛矿理论效率高于晶硅电池,叠层电池是未来发展重要方向。PERC电池的最高理论效率为24.5%,TOPCon双面电池的理论效率为28.7%,HJT电池的理论效率为27.5%;单结钙钛矿电池的最高极限转化效率为33%,高于晶硅电池。叠层电池是指顶部使用宽带隙电池吸收高能量光子,底部电池使用窄带隙电池吸收低能量光子,减少短波光子的热损失,充分利用太阳光谱,从而提高转化效率。从理论效率来看,钙钛矿/钙钛矿叠层和钙钛矿/晶硅叠层电池分别可达到45%和43%。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明10图7:1.55eV单结太阳电池工作能量损失行业研究/行业深度分析图8:叠层太阳电池工作原理资料来源:《两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池研究进资料来源:《两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池研究进展》,山西证券研究所展》,山西证券研究所图9:叠层电池理论效率明显高于各单结光伏电池资料来源:艾邦光伏网、齐鲁壹点、全国能源信息平台,山西证券研究所钙钛矿叠层类型主要可分为两端式(2T)叠层和四端式(4T)叠层,2T叠层或占据成本优势。2T叠层电池由宽带隙钙钛矿电池和晶体硅底电池串联组成,两个子电池通过具有导电性和透过性的中间连接层或者隧穿结,实现光学匹配和电学互联。4T叠层是指将两个电池机械堆叠并联,两块效率是两电池之和,顶底电池可分别独立制造,无需考虑工艺兼容问题,但是需要三个透明导电电极(TCE)和更多辅材。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明11行业研究/行业深度分析图10:叠层电池理论效率明显高于各单结光伏电池资料来源:《高效钙钛矿太阳电池及其叠层电池研究进展》,山西证券研究所1.2降本增效优势明显,大尺寸电池稳定性和效率仍面临挑战1.2.1优势:理论效率+工艺+成本三方面构筑竞争力相较于主流晶硅电池,钙钛矿电池主要在理论效率、工艺、成本三方面具有优势。理论效率优势主要来自三个方面:1)高吸光系数:相较于常见光吸收材料,具有较高的光吸收系数,可以在光谱上捕获更大范围的光子能量,从而达到更高的光电转化效率。2)带隙可调:晶硅电池带隙固定,约1.1ev;而钙钛矿电池可以通过调节钙钛矿组分,其带隙可在1.4~2.3ev之间变化。钙钛矿电池既可将其带隙调节至2ev附近,在弱光条件下达到52%的光电转化效率,也可设计不同带隙的钙钛矿电池与晶硅电池叠加,从而达到更高的光电转化效率。3)温度系数低:晶硅电池温度系数为-0.3左右,即温度上升1℃功率会下降0.3%,因此当温度为75℃时,出厂标定20%效率的组件实际工作效率仅为16%,而钙钛矿电池温度系数为-0.001,因此实际工作中其发电效率基本不受温度影响。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明12图11:钙钛矿材料光吸收系数更高行业研究/行业深度分析图12:钙钛矿电池带隙可调资料来源:《Progressinemergingsolution-processed资料来源:索比光伏网,山西证券研究所thinfilmsolarcells–PartII:Perovskitesolarcells》,山西证券研究所图13:钙钛矿电池效率不断突破资料来源:NREL,山西证券研究所工艺优势主要有:1)钙钛矿工艺流程简单:目前的晶硅组件工艺流程复杂,需要在硅料、硅片、电池、组件四个以上不同工厂生产,需要消耗大概3天时间,而钙钛矿组件在一个工厂就可完成生产,整个工艺流程只需要大约45分钟;2)能耗低:相较于晶硅生产过程中近千摄氏度的高温要求,钙钛矿由于原料纯度要求及较低(98%以上),最高生产温度仅需150℃,因此生产能耗远低于晶硅,据巨化控股数据显请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明13行业研究/行业深度分析示,单瓦晶硅组件制造能耗大约为1.52KWh,而单瓦钙钛矿组件制造能耗为0.12KWh,不及晶硅组件1/10。图14:钙钛矿与晶硅生产流程对比图15:钙钛矿组件制造能耗更低(KWh/W)资料来源:东方富海,山西证券研究所资料来源:巨化控股,山西证券研究所成本优势主要来自:1)设备投资降本空间大:晶硅太阳能组件的硅料、硅片、电池、组件四个生产环节全部加起来,需要大约9亿-12亿元的投资规模,目前钙钛矿百MW产线投资额在1.3亿左右,简单加总1GW投资额约为13亿元,与晶硅电池GW产线投资额相当。根据业内预测,随着未来规模化优势不断凸显,钙钛矿电池GW级产线投资额有望降至5亿元,为晶硅组件设备投资额的1/2;2)原料成本低:钙钛矿原料常见、不含贵金属且用量少,以50万吨硅料产量计算,仅需1000吨钙钛矿材料产量即可满足替换需求;3)其他材料具有降本空间:根据协鑫科技数据显示,钙钛矿光伏组件中钙钛矿材料成本占比仅为5.3%,而靶材、玻璃及封装材料成本合计占比超60%,未来仍存在降本空间。图16:协鑫百MW钙钛矿组件成本拆分(%)图17:钙钛矿与晶硅产线投资额对比(亿元/GW)请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明14资料来源:巨化控股,山西证券研究所行业研究/行业深度分析资料来源:能源新闻网、全球光伏、晶科能源关于自愿披露签订30GW单晶拉棒项目投资合作协议公告、晶科能源关于签订56GW垂直一体化项目投资合作协议公告、钧达股份关于公司与涟水县人民政府签订项目投资合作协议的公告,山西证券研究所1.2.2挑战:大面积电池的稳定性和效率仍需进一步突破目前钙钛矿电池商业化主要面临三方面挑战:稳定性、大尺寸效率和规模化生产。图18:钙钛矿电池商业化面临的挑战资料来源:ThePathtoPerovskiteCommercialization:APerspectivefromtheUnitedStatesSolarEnergyTechnologiesOffice,山西证券研究所稳定性不足:钙钛矿电池的稳定性是决定其商业化的根本。影响钙钛矿电池稳定性的因素主要可分为两类:外部因素和内部因素,外部因素是指钙钛矿组件暴露在环境中时,水分、氧气、温度等因素都会损伤组件缩减使用寿命,例如水分和氧气可扩散到钙钛矿层材料使其氧化分解。内部因素则是指即使组件得到很好保护,也有可能由于钙钛矿材料自身离子的迁移和分解而使组件性能下降。大尺寸效率下降:随着尺寸增大,钙钛矿电池光电转化效率下降较大,制约了钙钛矿电池商业化进展。目前实验室制造的小尺寸(≤1CM2)钙钛矿电池光电转化效率已经达到26%左右,但大面积尺寸电池的光电转化效率低于20%,这主要是三点原因造成:(1)制备大面积钙钛矿薄膜容易使得薄膜均匀性变差、缺陷增加;(2)与器件结构相关的有效光照面积减小,导致组件短路、电流密度下降;(3)与串并联结构设计和组件工艺相关,导致组件串联电阻增大,并联电阻减小。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明15图19:影响钙钛矿电池稳定性的因素行业研究/行业深度分析图20:尺寸增大导致钙钛矿电池光电转化效率下降资料来源:《Pushingcommercializationofperovskite资料来源:《大面积钙钛矿薄膜制备技术的研究进solarcellsbyimprovingtheirintrinsicstability》,山展》,山西证券研究所西证券研究所规模化生产有难度:目前头部公司协鑫和极电已有GW级产线建设,预计最早2024年下半年有GW级产线落地。钙钛矿组件商业化必须要保证能具备足够大的产能、足够高的产品良率以及所产组件效率分布尽可能集中,这些都对GW级产线落地提出了挑战。目前其他厂商百兆瓦级中试线已基本跑通,正加速布局GW级产线,预计24-25年会有更多产线落地。表1:钙钛矿产业化进展公司名称时间产业化进展协鑫光电2015惟华光能建成钙钛矿光伏组件中试线2016协鑫集团收购惟华光能,并成立苏州协鑫纳米科技有限公司纤纳光电2017极电光能2020建成10MW中试线2021成立昆山协鑫光电有限公司。有协鑫纳米控股,开始筹建100MW生产线20232024E-2025E完成100MW生产线建设并开始试生产2015GW级钙钛矿产线奠基2018GW级产线建成2020公司成立2021开始建设20MW中试线202220MW中试线建成2023100MW中试线建成2018100MW产线实现量产2021全球首个钙钛矿分布式电站并网开始从事钙钛矿技术研发开始建设150MW中试线请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明16行业研究/行业深度分析仁烁光能2022150MW中试线投产,756cm2组件效率达到18.2%万度光能2023810.1cm²大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到19.5%无限光能2024E预计GW级产线投产光晶能源2021公司成立202210MW全钙钛矿叠层研发线建成20232024E10MW全球首条钙钛矿叠层光伏组件研发线正式投产,预计150MW产线投产2016预计150MW产线实现量产2022公司成立20232022200MW可印刷观钙钛矿光伏组件产线开始建设2023第二条200MW产线开始建设2024E2022公司成立,年底建成10MW中试线2023预计年底建成100MW中试线2024E中试线实现量产2025E公司成立完成1.6亿A轮融资,计划开始100MW中试线建设实现产能爬坡,开展试点示范中试线实现量产资料来源:各公司公众号、各公司官网、PV-Tech、证券时报,山西证券研究所1.3光伏建筑一体化(BIPV)打开钙钛矿增量市场光伏建筑一体化或将助力钙钛矿电池产业化。光伏建筑一体化即将太阳能发电方阵安装在建筑的围护结构外表面从而提供电力,实现了光伏发电和建筑的有机结合,在安全性、安装便捷性、美观度上均存在优势。目前我国已出台相关政策推动BIPV市场发展,2021年9月住建部批准《建筑节能与可再生能源利用通用规范》为国家标准,于2022年4月1日起正式实施,强制要求新增建筑安装太阳能系统;2022年6月30日发改委和住建部发布《城乡建设领域碳达峰实施方案》,到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率要力争达到50%。图21:BIPV应用形式举例图22:北京世园会中国馆BIPV应用请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明17行业研究/行业深度分析资料来源:极电光能公众号,山西证券研究所资料来源:华阳绿建,山西证券研究所目前BIPV市场发展处于起步期,市场空间广阔。据国际能源机构(IEA)全球建筑物跟踪报告数据,2021年,建筑物的运行消耗了全球最终能源消耗的30%。如果全球经济按照目前趋势持续增长,预计到2030年与建筑相关的温室气体排放将超过150亿吨。在碳中和碳达峰目标下,建筑节能水平的提高将推动BIPV市场的发展。根据中国建筑科学研究院测算,截至2020年我国存量建筑面积可安装光伏电池400GW,每年竣工建筑面积可安装光伏电池40GW。基于对BIPV渗透率的假设,经测算,我们预计2025年我国BIPV新增装机量有望超过50GW。表2:BIPV市场空间测算年份2022E2023E2024E2025E存量面积对应总装机量(GW)4804804804802%4%8%15%存量面积BIPV渗透率(%)9.619.238.472存量面积BIPV累计装机量(GW)39.619.233.640404040存量新增装机量(GW)-30%40%50%新增面积对应累计装机量(GW)-121620-21.635.253.6新增面积BIPV渗透率(%)新增面积BIPV累计装机量(GW)合计BIPV装机量(GW)资料来源:中国能源网、财联社、CPIA,山西证券研究所钙钛矿电池性能优异,或是BIPV的最优选择。相较于常规光伏电池,钙钛矿电池不仅具备成本低廉、发光效率高等优点,其独特的半透明性、柔软性以及可改变颜色也很适用于BIPV领域,不仅可以满足光伏发电需求,也可满足建筑美学要求。图23:钙钛矿电池性能优异可应用于BIPV请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明18行业研究/行业深度分析资料来源:《Perovskitesolarcellsforbuildingintegratedphotovoltaics⁠—glazingapplications》,山西证券研究所2.量产步骤基本形成共识,PVD和激光设备确定性较高钙钛矿电池主要可划分为五层:TCO、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和背电极。生产流程可大致划分为:输入TCO层玻璃→P1激光划线→电荷传输层沉积→退火/干燥→钙钛矿层涂覆→退火/干燥→电荷传输层沉积→退火/干燥→P2激光划线→背电极制作→P3激光划线→激光清边→测试分拣封装。目前各家厂商在各层材料和工艺选择上存在分歧,分歧主要集中在电子传输层、钙钛矿层和空穴传输层的材料选择和制备设备,而对于TCO层、背电极、激光设备和封装的工艺选择已逐渐明确,带来材料、设备较为确定性需求。图24:钙钛矿电池组件生产流程及目前主流设备选择资料来源:《OutlookandChallengesofPerovskiteSolarCellstowardTerawatt-ScalePhotovoltaicModuleTechnologe》、曼恩斯特官网、众能光电公众号、中国证券网、大正微纳公众号、京山轻机官网、捷佳伟创官网、金晶科技2023年半年报、奥来德2023年半年报、迈为股份官网、耀皮玻璃2023年半年报、亚玛顿8月18日投资者关系平台问答、杰普特6月19日投资者互动平台问答、德龙激光5月25日投资者关系平台问答、帝尔激光2月14日投资者互动平台问答、广东脉络能源科技有限公司公众号、大族激光6月28日投资者互动平台问答、智通财经、弗斯迈官网,山西证券研究所请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明19行业研究/行业深度分析2.1钙钛矿层:狭缝涂布相对主流,蒸镀法关注度提升材料端:钙钛矿层是钙钛矿电池的核心,目前产业化中多选择FAPbI3。钙钛矿材料主要可分为两类:有机-无机杂化钙钛矿材料和无机钙钛矿材料。有机-无机杂化钙钛矿材料的代表为甲胺铅碘(CH3NH3PbI3,MAPbI3)和甲脒铅碘(CH(NH2)2PbI,FAPbI3)。早期钙钛矿材料研究方向主要为MAPbI3,但由于其光利用率不够理想,因此研究开始逐渐转向FAPbI3。FAPbI3材料不仅具有较高的光电转化效率,并且在热和光照稳定性方面也优于MAPbI3,是目前产业界的主流选择方案。无机钙钛矿材料代表为CsPBX3。有机-无机杂化钙钛矿材料容易受水、热等条件因素影响而分解,从而使得电池稳定性大幅下降,若使用CS+代替MA+或FA+可以提升钙钛矿稳定性,因此无机钙钛矿材料也成为学术界研究热点。但目前CsPBX3主要面临着室温条件下光电转化效率(PCE)迅速衰减的问题,因此难以应用于产业化中。图25:CsPbX3在低温或室温条件下会转变为黄色正交相非钙钛矿结构资料来源:《无机钙钛矿材料的低温制备及光伏应用进展》,山西证券研究所从专利角度看,钙钛矿层材料是各家布局重点,内容主要集中于两方面:(1)在钙钛矿前驱体溶液中加入新的添加剂;(2)选用新的溶剂体系,各家差异主要在于元素配比、添加剂选择、溶剂选择等方面。表3:三家企业钙钛矿层材料部分专利布局申请公司申请年份申请公布号钙钛矿层材料改进协鑫光电2022CN115172609A在钙钛矿前驱体溶液中添加了一定比例的硫氰酸盐及苯乙胺或苯乙胺卤化物的氢卤酸盐请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明20行业研究/行业深度分析申请公司申请年份申请公布号钙钛矿层材料改进极电光能2022CN115458687A使用草酸苯肼添加剂纤纳光电2020CN114551722A在前驱体溶液中加入了高分子聚合物单体和油性引发剂资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所工艺及设备端:钙钛矿层制备工艺主要可分为湿法(溶液法)、干法(气相法)和气相沉积辅助法(干湿结合),各种路线各有优缺点,目前暂未各家仍有分歧,未确定主流工技术路线。溶液法可分为旋涂、涂布、喷涂等方法,溶液法操作简单、成膜速度快且成本较低,其中狭缝涂布法是目前产业化中最常选用的方法。(1)旋涂法:将配置好的钙钛矿溶液置于基板上,然后旋转制得钙钛矿涂层,该法主要用于实验室制备,不适用于大面积制备钙钛矿组件。(2)狭缝涂布法:通过压力使“墨水”从狭缝状喷嘴流出到基板上形成薄膜,可以通过调整狭缝宽度、模头移动速度等来进行精细化控制,且具有可大面积制备、可连续生产,材料利用率高等优点。(3)刮刀涂布法:在基片的一端滴注一定量的溶液,然后使用刮刀推动溶液在基片表现形成薄膜。(4)喷涂法:将溶液喷涂在基板上形成钙钛矿层。(5)喷墨打印法:直接喷射纳米尺寸的溶液在基底上形成薄膜,可以通过计算机精确控制图案和墨水消耗。图26:各类溶液法制备钙钛矿层示意图资料来源:《ProcessingandPreparationMethodforHigh-QualityOpto-ElectronicPerovskiteFilm》,山西证券研究所干法主要为蒸镀法,优点是沉积薄膜的均匀度以及各批次之间的一致性相对容易控制,适合2T叠层;缺点是工艺速度较慢且设备投资成本相对较高。(1)真空蒸镀法:在真空室中蒸发原材料形成蒸汽流,然请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明21行业研究/行业深度分析后在衬底表面形成钙钛矿薄膜。蒸镀法可分为双源共蒸法和顺序沉积法,双源共蒸法类似于溶液制备方法中的一步法,将PbI2、FAI、MAI等原料同时蒸发,均匀混合反应形成所需钙钛矿材料;分布沉积法是指一种材料先蒸镀到基底,另一种材料再蒸镀到前种材料上。(2)近空间升华法:通过高温将材料升华然后沉积到衬底上;(3)气相运输法:依靠运输载气将升华材料运输到目标基材,材料与载气不发生化学反应。图27:各类真空法制备钙钛矿层示意图资料来源:《Perovskitesolarcellsbyvapordepositionbasedandassistedmethods》,山西证券研究所气相沉积辅助法是将溶液法和真空法结合到一起的多阶段沉积方法,主要可分为气相辅助溶液法(VASP)和混合气溶法(Hybridvapor-solutionprocess)。(1)气相辅助溶液法:先用溶液法制备得到钙钛矿前驱体薄膜,再将其放入气相沉积成型腔体中采用真空蒸发等方式使蒸发材料与之反应生成钙钛矿晶体,可以简单看做“溶液法+真空法”(2)混合气溶法与VASP类似,主要是颠倒了溶液法和真空法的顺序。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明22行业研究/行业深度分析图28:不同气相沉积辅助法示意资料来源:《Perovskitesolarcellsbyvapordepositionbasedandassistedmethods》,山西证券研究所从专利角度看,早期钙钛矿企业的专利申请主要集中在以狭缝涂布法为代表的涂布工艺及相关设备。而目前各家主流厂商已经开始布局PVD(真空蒸镀)设备,从而有望带来增量PVD需求。协鑫光电制备钙钛矿层多选择溶液法,工艺方面专利布局主要集中在溶液法中退火工艺的优化。除溶液法外,其2023年申请专利显示公司也开始布局真空蒸镀法制备钙钛矿薄膜工艺。与制备工艺相对应,协鑫光电对涂布法中所需要的干燥和退火设备的相关专利也进行了布局,同时其2023年最新专利显示,公司也开始布局PVD(真空蒸镀)设备。表4:协鑫光电有关钙钛矿层制备工艺的专利布局申请年份申请公布号钙钛矿层制备工艺主要内容2023CN116367674A真空蒸镀法采用真空蒸镀法制备钙钛矿薄膜2023CN116322234A改进成膜方法,消除涂层干燥结晶缺陷2022CN115101678A溶液法—涂布法溶液法制得钙钛矿薄膜前体,然后再进行退火+加压处理2022CN114843409A溶液法溶液法制备得到钙钛矿薄膜前体,然后对钙钛矿层两次退火2022CN114597311A溶液法溶液法制备得到钙钛矿薄膜前体,然后加热至300-400℃退火溶液法资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所表5:协鑫光电有关钙钛矿层制备设备的专利布局申请年份申请公布号钙钛矿层制备设备主要内容2023CN116463587APVD(真空蒸镀)设计了一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置2023CN219178242U2022CN218521334U涂布设备设计了一种涂布用风刀干燥设备2022CN218826987U涂布设备设计了一种涂布风刀干燥设备2022CN218868608U涂布设备涉及了一种涂布用抽真空干燥设备涂布设备设计了一种钙钛矿层用高温退火风刀组件请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明23行业研究/行业深度分析申请年份申请公布号钙钛矿层制备设备主要内容2022CN114843409A涂布设备设计了一种钙钛矿层退火设备资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所极电光能制备钙钛矿层的专利大多为干湿法相结合。从专利申请年份趋势来看,2020-2021年公司干法多选择近空间升华法或气相运输法;而2022年开始,公司真空法多选择真空蒸镀法。真空法设备端,公司主要布局PVD设备;溶液法设备端,公司主要布局狭缝涂布设备和刮涂设备。表6:极电光能有关钙钛矿层制备工艺的专利布局申请年份申请公布号钙钛矿层制备工艺主要内容2022CN115976475A真空蒸镀法+溶液法制备了一种“三明治”结构的卤化铅复合膜层2022CN116004051A真空蒸镀法+溶液法2022CN116347955A优化了溶液法所用的有机墨水溶剂体系2022CN115568260A溶液法—涂布法采用激光辅助结晶进行涂布法后钙钛矿层退火2022CN115295732A采用光处理与等离子处理同时进行的方法对钙钛矿层退火2021CN114231905A溶液法真空法+溶液法优化溶液法工艺,进行两次退火2021CN113921724A真空法—反应溅射法-真空法(近空间升华法2021CN113851587A或气相运输法)+涂布法-2021CN113644209A气相运输法-近空间气相运输法+近空2020CN112289932A-间升华法近空间升华法+溶液法-资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所表7:极电光能有关钙钛矿层制备设备的专利布局申请年份申请公布号钙钛矿层制备设备主要内容2023CN116240499A真空设备在真空制膜系统的进气口处增加MFC气体流量控制系统2023CN116121712A设计了一种具有连续进料功能的钙钛矿层气相传输沉积设备2022CN219051911UPVD(气相传输)2022CN219218130U涂布设备设计了一种涂布设备设计了一种连续加料式的真空蒸镀设备2022CN218039273UPVD(真空蒸镀)PVD(近空间升设计了一种具备连续连续投料功能的钙钛矿膜层升华系统2022CN115354294A2022CN217646786U华)设计一种真空蒸镀设备2022CN217655908UPVD(真空蒸镀)设计了一种刮涂设备设计了一种涂布设备2022CN114892130A刮涂设备涂布设备设计了一种近空间升华设备2022CN114645250APVD(近空间升华2022CN216988389U法)+涂布设备设计了一种真空蒸镀设备2022CN114632670APVD(真空蒸镀)设计了一种狭缝涂布设备2021CN114481032A狭缝涂布设备设计了一种狭缝涂布设备2021CN113457917A狭缝涂布设备设计了一种真空共蒸发沉积钙钛矿膜设备2021CN113451516APVD(真空蒸镀)2021CN214254460U刮涂设备设计了一种刮涂设备PVD(真空蒸镀)设计了一种真空蒸镀设备涂布设备设计了一种用于涂布法中钙钛矿薄膜的晶化装置请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明24行业研究/行业深度分析资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所纤纳光电2016-2017年在设备端的专利布局主要为CVD设备,2018-2020年设备布局主要为涂布设备,2021年开始,公司布局了PVD设备。表8:纤纳光电有关钙钛矿层制备设备的专利布局申请年份申请公布号钙钛矿层制备设备主要内容2021CN214975295U涂布设备设计了一种涂布设备2021CN114807862A设计了一种气相传输沉积设备2020CN114583060APVD(气相传输)设计了一种钙钛矿薄膜节奏化沉积设备2020CN214160322U溶液法设备+CVD设计了一种提升涂布机效率的设备2019CN112844966A设计了一种可用于涂布设备中的通风装置2019CN210730072U涂布设备设计了一种钙钛矿薄膜干燥设备2019CN111434390A涂布设备设计了一种狭缝涂布设备2018CN111167682A涂布设备设计了一种可用于涂布设备中的半密闭热风装置2018CN110880553A狭缝涂布设备设计了一种狭缝涂布设备2018CN110880554A涂布设备设计了一种涂布设备2018CN110047998A狭缝涂布设备设计了一种沉浸式制备钙钛矿薄膜的设备2017CN109536893A涂布设备设计了一种气象辅助溶液法用设备2017CN207517733U设计了一种可用于气相辅助溶液法的成膜均匀性装置2017CN108970913ACVD设计了一种涂布设备溶液法设备+CVD2016CN107779844A溶液法设备+CVD设计了一种化学气相沉积设备涂布设备溶液法设备+LPCVD(低压化学气相沉积)资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所表9:各厂商钙钛矿层设备布局情况工艺选择公司名称布局情况涂布设备曼恩斯特德沪涂膜公司加速推进涂布技术在钙钛矿太阳能电池和燃料电池等领域的规模化量产进程,在蒸镀设备众能光电2023年均已成功获得销售订单。大正微纳京山轻机2023年8月,2台钙钛矿核心涂膜设备按时保质成功通过初验收,并再度斩获100MWs钙钛矿量产线大尺寸高精密涂膜设备订单。迄今为止,大尺寸高精密涂膜设备在我国已捷佳伟创交付钙钛矿量产线中的市占率已达到85.7%,是钙钛矿电池制造设备头部企业。奥来德有狭缝涂布设备,公司已建成100-500kw(准MW)级大面积钙钛矿太阳能期间中试平微导纳米台,可快速进行工艺优化和迭代。2021年4月搭建全球首条钙钛矿薄膜自动化生产线以及柔性太阳能电池生产线设备,2022年3月建设百MW级钙钛矿电池产线,开启全方位光伏领域应用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。目前公司提供MW级钙钛矿及整体解决方案,并提供GW级钙钛矿量产装备输出与技术支持。在钙钛矿及钙钛矿叠层路线中,公司已具备钙钛矿及钙钛矿叠层MW级量产型整线装备的研发和供应能力,在大尺寸钙钛矿、全钙钛矿叠层、HJT/TOPCon叠层钙钛矿领域的设备持续销售,设备种类涵盖RPD、PVD、PAR、CVD、蒸发镀膜及精密狭缝涂布、晶硅叠层印刷等核心工艺设备。2022年11月,公司投资建设新项目,包括钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发,延伸布局钙钛矿业务,产品结构日益多元化。2023年11月,微导纳米自主研发的钙钛矿晶硅叠层电池专用设备顺利通过海外客户验收,帮助客户达成商业化电池(258.15cm²)最新世界记录效率。公司为客户提供的请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明25行业研究/行业深度分析ALD专用量产设备,克服了钙钛矿层需要的低温、无损等工艺难点,同时满足高镀膜质量和工艺节拍要求资料来源:曼恩斯特2023年半年报、德沪官网、众能光电公众号、大正微纳官网、京山轻机2023年半年报、捷佳伟创2023年半年报、奥莱德2023年半年报、微导纳米公众号,山西证券研究所2.2电子传输层:氧化锡为主流材料,RPD设备较为适合电子传输层(ETL)主要作用是提取和传输光生电子,并且可以抑制钙钛矿薄膜中的电荷复合。ETL对于实现高开路电压(VOC)、高填充因子(FF)、更好的入射光吸收等性能起着至关重要的作用。影响ETL效率的因素主要有5个:与钙钛矿层的接触界面、电子迁移率、能量等级、电子陷阱态、表面形态,其中最为关键的因素是接触界面,主要影响载流子重组。图29:影响ETL效率的因素资料来源:《Acomprehensivereviewofthecurrentprogressesandmaterialadvancesinperovskitesolarcells》,山西证券研究所电子传输层材料需要与钙钛矿层材料能级匹配。电子传输层材料主要可分为两类:有机化合物和金属氧化物。有机化合物主要为富勒烯(C60、C70)和其衍生物(PCBM等),金属氧化物则主要有氧化锡、氧化钛、氧化锌等。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明26图30:常见有机化合物能级图行业研究/行业深度分析图31:常见无机化合物能级图资料来源:《Functionalmaterials,devicearchitecture,资料来源:《Functionalmaterials,devicearchitecture,andflexibilityofperovskitesolarcell》,山西证券研andflexibilityofperovskitesolarcell》,山西证券研究所究所氧化锡或是目前电子传输层材料的最佳选择,效率及成本综合优势明显。实验室研究最早多采用TiO2作为ETL材料,但由于TiO2具有较低的光学稳定性和迁移率,且生产需要经过高温加工,导致生产成本较高,因此后来开始选择ZnO、PCBM、WOx、SnO2等作为ETL材料,其中氧化锡由于不需要高温加工,并且具有高电子迁移率、大带隙等优异光学性能,成为了目前ETL材料的多数选择,目前含氧化锡的钙钛矿电池的光电转化效率(PCE)已日益接近氧化钛。图32:含不同ETL材料钙钛矿电池的光电转换效率范围资料来源:《ElectronTransportMaterials:EvolutionandCaseStudyforHigh-EfficiencyPerovskiteSolar请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明27行业研究/行业深度分析Cells》,山西证券研究所,注:效率范围仅含有限样本从成本来看,由于PCBM等有机ETL材料由于合成工艺复杂、提纯难度高等,其成本较高;而常见的无机ETL材料单克成本基本低于3元/g,明显成本优势。图33:常见ETL材料价格(元/克)资料来源:MERCK,山西证券研究所,注:报价仅供参考,不代表厂家实际成本从专利角度看,协鑫光电所申请专利中有5项专利直接涉及ETL材料,其中2项选择氧化锡,其余选择了氧化铈、氯化钛和PCBM。极电光能所申请专利中有10项专利直接涉及ETL材料,其中4项选择氧化锡,2项选择了复合传输层(有机传输层+无机传输层),其中无机传输层材料选择氧化锡,1项专利优选材料中包含氧化锡,剩余三项专利所选材料种类较为多样,如掺杂金属元素的金属氧化物等。表10:协鑫光电及极电光能对ETL材料的专利布局公司名称申请年份专利号所选ETL材料内容在PCBM中添加锂盐、有机高分子和甲胺卤2022CN115084390APCBM素盐协鑫光电2020CN112054123A氧化锡制备带氨基的氧化锡电子传输层2020CN111430484A氧化铈采用低温退火处理得到低温氧化铈电子传输2017CN107742673A氧化锡层材料2017CN107623072A氯化钛低温退火制备氧化锡电子传输层2023CN116397220A氧化锡低温退火制备氯化钛电子传输层2023CN116437677A氧化锡金属掺杂氧化锡薄膜极电光能2023CN116322244AC60+氧化锡采用反应等离子体沉积工艺制备氧化锡电子2022CN115835661AC60或PCBM传输层2022CN115915871AC60或PCBM或采用有机电子传输层+无机电子传输层BCP+氧化锡在沸石脒唑酯骨架化合物表面生长有机电子传输材料构建有机/无机符合电子传输层,并且无机传输层采用热蒸发工艺制备请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明28行业研究/行业深度分析公司名称申请年份专利号所选ETL材料内容2022CN115440894A氧化锡更适合于涂布工艺的氧化锡电子传输层2022CN115666194A2022CN114975791A氧化锡采用化学浴沉积法制备2022CN115117256A掺杂有金属元素的金采用电子束沉积法得到复合电子传输层2020CN112708302A采用离子辅助沉积方法制备电子传输层属氧化物N型硫化物或硒化物发明了电子传输层涂布墨水氧化锡或氧化钛或氧化锌资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所PVD(磁控溅射)和RPD(反应等离子体沉积)均可用于ETL和HTL制备,目前较为成熟的方法为磁控溅射法。磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气,在电场与磁场的作用下,氩气电离出氩离子(Ar+),氩粒子在磁场作用下加速并轰击靶表面,使得靶材表面原子或分子脱离靶材从而沉积在基片表面形成薄膜。RPD是利用等离子体轰击靶材使靶材升华,同时经离子化形成离子态气团,从而吸附于基片上形成薄膜。在反式结构中使用,RPD比PVD更适合制备电子传输层(ETL),因为其靶材利用率更高,且由于无高能能量粒子产生,不会损伤基底,能减少对钙钛矿层的轰击损害,但缺点是RPD设备成本较高,目前仅有捷佳伟创可提供RPD设备。图34:磁控溅射法和RPD法工作原理示意图资料来源:《新型TCO镀膜设备在光伏产业应用展望》,山西证券研究所2.3空穴传输层:氧化镍为主流选择,制备设备多选用PVD空穴传输层(HTL)主要作用是促使电子和空穴有效分离,其应满足四个基本条件:(1)适合的光透明性;(2)合适的能级从而能与钙钛矿层良好匹配;(3)有效阻挡电子泄露且空穴传导性能好;(4)化学性能稳定。HTL材料主要可分为两类:有机HTL材料和无机HTL材料,常见的有机空穴传输层材料有请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明29行业研究/行业深度分析Spiro-OMeTAD、PTAA、PEDOT:PSS、P3HT等,常见的无机HTL材料有NiOx、CUI、CuSCN等。图35:常见HTL材料能级图资料来源:《Abriefreviewofholetransportingmaterialscommonlyusedinperovskitesolarcells》,山西证券研究所从转化效率(PCE)来看,有机HTL材料整体表现更为优异,相对无机HTL材料效率偏高;而在无机HTL材料中,NiOx表现相对突出。图36:含不同HTL材料钙钛矿电池的光电转换效率资料来源:《Reviewofcurrentprogressinhole-transportingmaterialsforperovskitesolarcells》,山西证券研究所,注:效率范围仅包含有限实验例从成本方面来看,无机HTL材料占有明显优势。相较有机HTL材料每克几千元至上万元的昂贵价格,无机空穴传输层材料仅为且千分之一。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明30行业研究/行业深度分析图37:常见HTL材料价格(元/克)资料来源:MERCK,山西证券研究所注:报价仅供参考,不代表厂家实际成本从专利角度来看,氧化镍或是空穴传输层材料最佳选择。协鑫光电所申请专利中共有2项专利直接涉及HTL材料,一项选择了氧化镍,一项则选择了Spiro-OMeTAD;共有5项专利涉及HTL界面处理(即在钙钛矿层与HTL之间添加钝化层/修饰层从而提升钙钛矿电池性能),其优选实验例中HTL材料均为氧化镍。极电光能所申请专利中共有5项专利直接涉及HTL层材料,均选择氧化镍,共有5项专利涉及HTL界面处理,优选实验例中所选择HTL材料也均为氧化镍。纤纳光电所申请专利中共有5项专利,其中两项选择氧化镍作为HTL材料,共有2项专利涉及HTL界面处理,优选实验例分别为Cu2O和氧化镍。表11:三家厂商对HTL材料专利布局公司名称申请年份专利号所选HTL材料内容Spiro-OMeTAD对含Spiro-OMeTAD的前驱体溶剂进行氧化处理再2020CN112038492A协鑫光电CN107863444A氧化镍制备得到空穴传输层氧化镍在氧化镍中加入铜2017设置两种或三种不同溅射靶材进行溅射,得到多元氧化镍金属掺杂的氧化镍空穴传输层2023CN116156909A在NiOx薄膜中引入了中间层金属氧化物并作后退氧化镍2022CN115835654A氧化镍火处理氧化镍将HTL分为两层:下镍氧化物层和上镍氧化物层,极电光能2022CN115942765ANi-MOF(镍金属-有CN112614940A机框架)两层均包含NiO和Ni2O32020CN112510150AP3HT或Spiro-采用化学浴沉积法制备氧化镍薄膜OMeTAD或PTAA电化学沉积制备具有致密NiOx/介孔NiOx双层结构2020的空穴传输层2021CN116419581A纤纳光电CN115458688A制备了基于Ni-MOF框架的Ni-MOF空穴传输层2021将导电聚合物和聚合物溶解制备成薄膜,再使用溶剂冲洗去除薄膜中的聚合物,形成由导电聚合物组请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明31行业研究/行业深度分析2021CN115347123A氧化镍成空穴传输层薄膜提升了氧化镍材料制备的空穴传输层在导电基底上4,4‑双十二烷基噻吩的覆盖率和氧化镍薄膜的致密度2020CN111430553A‑2,2’‑双‑1,3‑二硫采用新材料制备空穴传输层杂环戊二烯在氧化镍层表面经含硫材料处理形成硫化镍层,从2019CN111435706A氧化镍而形成复合空穴传输层资料来源:国家知识产权局,山西证券研究所在反式结构中使用,PVD更适合制备空穴传输层(ETL),因为其设备价格较低、工艺稳定性较强,且适合制作以氧化镍为材料的均匀致密薄膜。此外,新兴的ALD设备也可用于HTL/ETL层的制备,ALD镀膜工艺的核心优势在于可以在不平整的表面实现均匀镀膜,并且可以通过循环次数的调整精确控制厚度。2.4电极层:FTO玻璃成主流选择,PVD为主要制备方式钙钛矿电池面向光照的一侧为底电极,另一侧为背电极/顶电极,电极层通常使用TCO材料。底电极一般直接使用已经产业化的TCO玻璃。TCO(TransparentConductingOxide)玻璃,中文名称透明导电氧化物镀膜玻璃,指通过PVD(物理气相沉积)或CVD(化学气相沉积)等方法将靶材及掺杂物镀在玻璃表面。目前TCO玻璃在HJT电池中已有产业化应用。根据导电膜材料不同,TCO玻璃主要可分为ITO玻璃、FTO玻璃和AZO玻璃。ITO玻璃的导电材料是掺锡的氧化铟In2O3:Sn,主要采用PVD(磁控溅射)工艺生产,早期曾应用于光伏电池,后来由于光伏电池对光吸收性能要求提高,ITO玻璃性能无法满足要求且含有稀有元素铟价格较贵,目前主要应用于显示领域。FTO玻璃的导电材料为掺氟的氧化锡SnO2:F,主要采用CVD工艺生产,也可以用PVD方法制作。其导电性能比ITO略差,但成本相对较低,且更便于激光刻蚀,目前已成为薄膜电池主流选择。AZO玻璃导电材料为掺Al的氧化锌ZnO:Al,主要采用PVD(磁控溅射)工艺生产,其导电性、光透过率相比FTO玻璃都更优,但目前仍存在膜层偏软、刻蚀后难长期存放等缺点,在工业化中只有少量应用。表12:不同类型TCO玻璃对比导电膜材料ITO玻璃FTO玻璃AZO玻璃掺锡的氧化铟IN2O3:Sn掺氟的氧化锡SnO2:F掺铝的氧化锌ZnO:Al生产工艺发展阶段稀有元素铟稀缺原料不稀缺原料不稀缺主要应用领域磁控溅射(PVD)化学气相沉积法(CVD)磁控溅射(PVD)大规模生产大规模生产中试显示薄膜电池薄膜电池资料来源:蒂姆新材料,山西证券研究所请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明32行业研究/行业深度分析顶电极材料可采用金属电极、碳电极、TCO等,目前产业化方案主要采用TCO。制备方式主要选用PVD(磁控溅射)和PVD(真空蒸镀),从而带来较为确定的PVD设备需求。金属电极金或银电极表现虽然优异,但由于其较高的成本不太适用于产业化中,主要用于实验室研究。碳电极具备结构多样性、化学稳定性、以及低成本等优异特性,成为了替代贵金属电极的另一选择,典型的碳电极材料为石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管等。图38:部分碳电极材料示意资料来源:《Roleofelectrodesonperovskitesolarcellsperformance:Areview》,山西证券研究所2.5封装:材料多选POE+丁基胶,工艺标准对标OLEDs钙钛矿组件封装材料多选用POE+丁基胶。钙钛矿电池相较晶硅电池对阻隔性能要求要高出几个量级,与OLEDs接近,目前主要有两种封装方式:1)完全覆盖封装:在模块顶部制备封装层;2)边缘封装:在模块周围放置密封剂,相较于完全覆盖封装,边缘封装可以降低封装材料与钙钛矿发生副反应的可能性,但会是封装效果降低,因此需要加入干燥剂来增强其阻水性能,目前主要选择丁基胶。目前弗斯迈、京山轻机等厂家有钙钛矿封装设备布局。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明33行业研究/行业深度分析图39:两种封装技术示意图资料来源:《钙钛矿光伏电池封装材料与工艺进展》,山西证券研究所表13:各厂商钙钛矿封装设备布局公司名称布局情况京山轻机公司提供钙钛矿组件自动封装线,包括上玻璃机、贴导电胶带机、丁基胶涂覆机、层压机等,可满足长弗斯迈(2000-2300mm)×宽(900-1200mm)的组件生产需要公司布局钙钛矿光伏整线解决方案,包含前道电池生产线和后道组件封装生产线资料来源:京山轻机2022年年报,弗斯迈官网,山西证券研究所2.6激光设备:四道激光刻蚀,高精度激光设备需求确定性高钙钛矿电池制备主要需要四道激光工序,贯穿整个制备流程。P1-P3为激光刻蚀,主要为了串联电池,P4为激光清边,主要为了封装。(1)P1:在TCO层沉积后电荷传输层沉积前进行刻蚀,从而形成一道道相互独立的导电电极;(2)P2:在第二电荷传输层沉积后背电极沉积前进行刻蚀,去除ETL/钙钛矿层/HTL,保留TCO衬底,形成空缝,背电极沉积时会填满空缝,从而将一个电池底电极与下一个电池顶电极(TCO)相连;(3)P3:去除相邻电池的底电极/HTL/钙钛矿层/ETL,只留下TCO层从而实现分离;(4)P4:激光去除玻璃表面所有膜层,要求刻线内无残留物质。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明34行业研究/行业深度分析图40:钙钛矿电池激光工艺示意资料来源:《LaserProcessingOptimizationforLarge-AreaPerovskiteSolarModules》,山西证券研究所钙钛矿电池需要将死区尽量做到最小,因而对激光精度要求高。P1线到P3线最外侧区域不能发电,俗称死区。死区宽度越大,电池中发电无效区占比越大,效率相应越低。将死区做到最小是钙钛矿光伏电池激光划线最核心的指标之一,其影响因素除产品本身设计线宽外,还包括线与线的间距需尽量做小。由于P1/P2/P3线之间,不可相交或并线,故间距越小对设备加工系统的控制精度要求越高。激光设备在钙钛矿整体设备价值量中占比约为10~20%。目前国内厂商如德龙激光、大族激光、帝尔激光、杰普特、迈为股份等均有设备供应。表14:各厂商钙钛矿激光设备布局公司名称布局情况公司供应钙钛矿电池生产整段设备,包括P0激光打标设备、P1/P2/P3激光封边设备以及P4激光消纳设备德龙激光等,首套百兆瓦级钙钛矿电池激光设备已于2022年交付客户大族激光公司钙钛矿激光滑刻设备已实现量产销售,大尺寸整线激光滑刻设备已交付钙钛矿头部企业帝尔激光迈为股份公司激光在钙钛矿电池每一层都有相应应用,2022年公司已有钙钛矿激光设备订单的交付杰普特公司从2020年开始进行钙钛矿激光技术研究项目,2021年已向客户交付设备公司已推出第二代钙钛矿激光设备,已经在多家客户现场进行技术验证资料来源:迈为股份2020年年报、迈为股份2021年4月投资者关系活动记录表、界面新闻、每日经济新闻、德龙激光5月25日投资者关系平台问答、帝尔激光2月14日投资者互动平台问答、大族激光6月28日投资者互动平台问答、杰普特6月19日投资者互动平台问答,山西证券研究所请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明35行业研究/行业深度分析3.成本测算:降本空间大,规模化后有望降至0.5-0.6元/W目前各家钙钛矿产线大多为百MW级,头部企业组件效率已经达到18%。由于钙钛矿层材料工艺选择尚未统一,因此我们测算时多选用无机材料并且不考虑界面修饰等因素,假设良率为90%、组件效率为18%时,测算数据显示,钙钛矿组件成本约为1.65元/W。远期来看,预计规模化量产后,钙钛矿组件成本可降至0.5-0.6元/W。图41:钙钛矿组件和晶硅组件成本测算(元/W)资料来源:极电光能环评公告、国家知识产权局、《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》、Infolink、隆众咨询、全球光伏、生意社、阿里巴巴、《江苏省电网销售电价表》、Wind、WoodMackenzie,山西证券研究所,注:晶硅组件成本约为2023年12月成本3.1降本途径一:良率/效率提升良率提升可摊薄材料、能耗等成本,从而带动组件成本下降。在百兆瓦的产线下,假设良率为70%,组件成本会在2.09元/W左右,如果良率提升至80%,组件成本则会下降0.24元/W,达到1.84元/W,如果提良率升至90%,组件成本将进一步下降到1.65元/W,如果提升至100%,组件成本将下降至1.50元/W。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明36行业研究/行业深度分析图42:良率提升带动成本下降(元/W)资料来源:极电光能环评公告、国家知识产权局、《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》、Infolink、隆众咨询、全球光伏、生意社、阿里巴巴、《江苏省电网销售电价表》、Wind、WoodMackenzie,山西证券研究所效率提升可全面带动组件成本下降。效率提升可摊薄材料、能耗、设备等成本,从而带动组件成本全面下降。百兆瓦产线下,假设良率为90%,如果组件效率从18%提升至20%,组件成本可下降0.17元/W,达到1.49元/W,如果组件效率从18%提升至25%,组件成本可下降0.46元/W,达到1.19元/W,如果组件效率从18%提升至30%,组件成本可下降0.66元/W,达到0.99元/W。图43:钙钛矿组件效率提升带动成本下降(元/W)请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明37行业研究/行业深度分析资料来源:极电光能环评公告、国家知识产权局、《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》、Infolink、隆众咨询、全球光伏、生意社、阿里巴巴、《江苏省电网销售电价表》、Wind、WoodMackenzie,山西证券研究所3.2降本途径二:材料成本下降钙钛矿组件材料成本下降主要依赖TCO玻璃价格下降。材料成本在钙钛矿组件成本中占比最重,而TCO玻璃成本在钙钛矿材料成本中又占据绝大份额,因此TCO玻璃价格的下降对组件成本下降至关重要。我国多家厂商都具备TCO玻璃生产经验,近些年产量供应较少主要是由于过去在电池路线竞争中晶硅电池战胜薄膜电池,因此导致TCO玻璃产量较少,而非受技术原因限制。未来随着钙钛矿GW级产线落地,预计会吸引上游具备TCO玻璃生产经验厂商重新入局,从而使得TCO玻璃产量供应增加,成本下降。图44:钙钛矿电池材料成本拆分资料来源:极电光能环评公告、国家知识产权局、《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》、Infolink、隆众咨询、全球光伏、生意社、阿里巴巴、《江苏省电网销售电价表》、Wind、WoodMackenzie,山西证券研究所表15:TCO玻璃厂商情况公司名称布局情况金晶科技公司具备TCO年产能1500万平米/线,22年9月开始将滕州二线升级改造为TCO玻璃产线,预计23年第耀皮玻璃亚玛顿三季度投产,公司已和国内具备中试线能力的钙钛矿客户确认了产品性能。公司已成功调试可用于钙钛矿的TCO玻璃公司较早就研究过TCO玻璃相关技术,2022年已经成功向客户批量供货请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明38行业研究/行业深度分析资料来源:金晶科技2023年半年报、耀皮玻璃2023年半年报、亚玛顿8月18日投资者关系平台问答,山西证券研究所目前TCO玻璃价格约在60元/平左右,若价格降至40元/平,钙钛矿组件成本将下降0.12元/W,达到1.53元/W;若价格降至25元/平,组件成本将下降0.22元/W,达到1.44元/W。图45:TCO玻璃价格下降带动组件成本下降(元/W)资料来源:极电光能环评公告、国家知识产权局、《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》、Infolink、隆众咨询、全球光伏、生意社、阿里巴巴、《江苏省电网销售电价表》、Wind、WoodMackenzie,山西证券研究所3.3降本途径三:设备成本下降目前单GW设备投资额约13亿元,预计未来可将至1/2。目前钙钛矿产业化处于0-1进程中,设备需求定制化为主,尚未实现规模化量产,而未来随着产业规模不断扩张,设备需求不断增长,预计单GW设备投资额可将至5亿元,从而带动组件单瓦成本降低0.08元。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明39行业研究/行业深度分析图46:设备投资下降带动组件成本下降(元/W)资料来源:极电光能环评公告、国家知识产权局、《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》、Infolink、隆众咨询、全球光伏、生意社、阿里巴巴、《江苏省电网销售电价表》、Wind、WoodMackenzie,山西证券研究所4.产业化进展:百兆瓦级产线运行顺利,GW级产线已经开建4.1协鑫光电:369mm×555mm叠层组件效率突破26.34%协鑫光电从事钙钛矿行业已接近十余年,大尺寸组件效率率先突破18%。协鑫光电发展历程最早可追到到厦门惟华光能有限公司,其于2015年建成一条钙钛矿光伏组件中试线,产品尺寸为45cm×65cm。2016年底惟华光能被协鑫集团收购并在苏州成立协鑫纳米科技,并在2017年公司10MW级别光伏组件中试线。2020年底协鑫光电成立,融资约2亿开始筹备100MW量产线。2021年公司建成100MW生产线并开始试生产。2023年,公司1000mm×2000mm钙钛矿单结组件光电转化效率达到18.04%;279mm×370mm的叠层组件效率突破26.17%,369mm×555mm叠层组件效率突破26.34%。2024年,公司将致力于实现26%以上的效率且2㎡以上的钙钛矿光伏组件商业化;此外,预计公司GW级别产线有望于2024-2025年落地投产。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明40行业研究/行业深度分析图47:协鑫光电发展历程资料来源:协鑫钙钛矿官网、昆山协鑫光电公众号,山西证券研究所协鑫光电研发实力雄厚。协鑫光电三名创始人均毕业于清华大学化学系,研发团队由创始人范斌带领,拥有超80名研发人员,其中一半以上拥有博士硕士学历。2022年年底公司钙钛矿组件通过ISO等三体系认证:ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、ISO45001职业健康安全管理体系,标志公司已具备向市场供货资质。公司也在积极拓展钙钛矿BIPV组件。2023年1月,公司钙钛矿BIPV组件通过了耐热、耐湿、耐辐射等测试,拿到了中国质量认证中心(CQC)的3C认证,标志着公司获得了进入国内建筑光伏市场的通行证,为公司发展打开增量市场空间。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明41图48:协鑫光电1m×2m钙钛矿组件行业研究/行业深度分析图49:协鑫光电钙钛矿BIPV组件示意资料来源:协鑫光电公众号,山西证券研究所资料来源:协鑫光电公众号,山西证券研究所风险提示:公司产业化进展不及预期、公司效率提升进度不及预期、光伏行业需求不及预期、政策性风险等4.2极电光能:810.1cm²大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到19.5%极电光能于2018年开始从事钙钛矿研发,2021年开始建设150MW中试线。公司成立至今,曾先后4次刷新钙钛矿组件效率的世界纪录。2023年11月,公司1.2x0.6m²商用尺寸钙钛矿组件全面积效率达到18.2%,对应的最大功率131.07W。2023年12月,公司再次公告,其研发的810.1cm²大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到19.5%,体现出公司深厚的技术储备和业内领先的技术迭代速度。产业化方面,2022年8月,公司与无锡锡山经济技术开发区达成协议将共同投资30亿元布局全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线。项目于2023年4月开工建设,预计24年下半年建成投产,年产值可达到25亿元。风险提示:公司产业化进展不及预期、公司效率提升进度不及预期、光伏行业需求不及预期、政策性风险等请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明42行业研究/行业深度分析图50:极电光能发展历程资料来源:极电光能官网、极电光能公众号,山西证券研究所公司布局BIPV市场较早,产品在合肥、上海、无锡、保定等多个优质项目上已取得示范性应用。公司第一代半透明光伏组件主要应用于光伏建筑一体化;第二代刚性不透明光伏组件以及第三代叠层电池与组件,主要应用于分布式发电、集中式大型光伏电站、太阳能汽车及其它“光伏+”应用领域等。目前公司150MW产线主要生产钙钛矿标准组件和BIPV光伏建筑一体化产品。图51:极电光能钙钛矿BIPV产品资料来源:极电光能官网,山西证券研究所请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明43行业研究/行业深度分析4.3纤纳光电:钙钛矿组件稳定性领跑行业纤纳光电于2015年成立,2018年开始建设20MW中试线并在2020年建成,2021年建成100MW量产线并于2022年投产。公司曾先后9次登上钙钛矿光伏组件转化效率世界纪录表,全球累计申请知识专利达300多项,研发实力强劲。2023年11月,采用公司钙钛矿α组件的蒙西基地库布其项目送电成功,是全球首个商业化运行的兆瓦级钙钛矿地面光伏项目。图52:纤纳光电发展历程资料来源:纤纳光电公众号、证券时报,山西证券研究所公司组件稳定性表现领跑行业。23年1月,公司纤纳α组件成为全球首个通过IEC61215和IEC61730稳定性全体系认证的钙钛矿电池组件,IEC61215和IEC61730是光伏行业稳定性和安全性最重要的基础标准,通过该标准标志着公司组件拥有了进入国内外市场的通行证。图53:IEC61215测试系列图54:IEC61730测试系列请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明44行业研究/行业深度分析资料来源:极电光能公众号,山西证券研究所资料来源:极电光能公众号,山西证券研究所风险提示:公司产业化进展不及预期、公司效率提升进度不及预期、光伏行业需求不及预期、政策性风险等5.投资建议我们认为钙钛矿光伏行业处于产业化从0向1的发展阶段,建议关注产业化进程较快的钙钛矿光伏组件相关企业,协鑫科技、极电光能(未上市)、纤纳光电(未上市)。钙钛矿光伏组件产业化将给设备公司带来相应的投资机会,建议关注镀膜设备公司京山轻机、捷佳伟创、迈为股份、奥来德、微导纳米;涂布设备公司德沪涂膜(未上市)、曼恩斯特;激光设备公司帝尔激光、大族激光、德龙激光、杰普特。表16:关注公司及盈利预测公司代码公司名称股价EPSPE(元)3800.HK协鑫科技2022A2023E2024E2025E2022A2023E2024E2025E000821.SZ京山轻机1.00.600.251.74.1300724.SZ捷佳伟创16.30.480.280.191.2234.03.75.413.4300751.SZ迈为股份69.33.019.9623.07.0688378.SH120.84.950.750.9910.6224.421.716.511.4688147.SH奥来德41.91.102.4838.116.9301325.SZ微导纳米35.30.124.857.481.5514.39.322.8300776.SZ曼恩斯特74.42.266.57294.311.3002008.SZ帝尔激光58.22.414.317.333.7332.928.016.515.6688170.SH大族激光18.91.151.9024.210.0688025.SH德龙激光33.70.651.021.621.4316.541.125.923.679.30.823.6051.922.0杰普特0.471.0296.775.134.63.054.7224.415.81.882.8531.020.41.071.5117.712.50.410.9482.335.91.572.5250.531.5资料来源:Wind,山西证券研究所,注:估值采用万得一致预期,帝尔激光为机械组覆盖,采用2024年1月9日收盘价6.风险提示1)钙钛矿产业化发展不及预期:当前钙钛矿技术仍然存在一些技术难题,如大面积制备的稳定性和效率提升问题,若效率提升等不及预期,仍然存在不能大规模量产的风险。2)成本下降不及预期:当前硅料价格已经降至低位,对应晶硅组件成本降至1元/W左右水平,若钙钛矿组件成本下降速度不及预期会失去竞争力。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明45行业研究/行业深度分析3)光伏行业需求不及预期:若受国内外政策影响,光伏行业整体装机需求不及预期,可能会影响钙钛矿行业发展。4)数据测算和假设存在主观性风险:报告中部分数据属于推测,可能与实际情况有所偏差。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明46行业研究/行业深度分析分析师承诺:本人已在中国证券业协会登记为证券分析师,本人承诺,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。本人对证券研究报告的内容和观点负责,保证信息来源合法合规,研究方法专业审慎,分析结论具有合理依据。本报告清晰准确地反映本人的研究观点。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直接或间接受到任何形式的补偿。本人承诺不利用自己的身份、地位或执业过程中所掌握的信息为自己或他人谋取私利。投资评级的说明:以报告发布日后的6--12个月内公司股价(或行业指数)相对同期基准指数的涨跌幅为基准。其中:A股以沪深300指数为基准;新三板以三板成指或三板做市指数为基准;港股以恒生指数为基准;美股以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准。无评级:因无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见的结果的重大不确定事件,或者其他原因,致使无法给出明确的投资评级。(新股覆盖、新三板覆盖报告及转债报告默认无评级)评级体系:——公司评级买入:预计涨幅领先相对基准指数15%以上;增持:预计涨幅领先相对基准指数介于5%-15%之间;中性:预计涨幅领先相对基准指数介于-5%-5%之间;减持:预计涨幅落后相对基准指数介于-5%--15%之间;卖出:预计涨幅落后相对基准指数-15%以上。——行业评级领先大市:预计涨幅超越相对基准指数10%以上;同步大市:预计涨幅相对基准指数介于-10%-10%之间;落后大市:预计涨幅落后相对基准指数-10%以上。——风险评级A:预计波动率小于等于相对基准指数;B:预计波动率大于相对基准指数。请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明47行业研究/行业深度分析免责声明:山西证券股份有限公司(以下简称“公司”)具备证券投资咨询业务资格。本报告是基于公司认为可靠的已公开信息,但公司不保证该等信息的准确性和完整性。入市有风险,投资需谨慎。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下,公司不对任何人因使用本报告中的任何内容引致的损失负任何责任。本报告所载的资料、意见及推测仅反映发布当日的判断。在不同时期,公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。公司或其关联机构在法律许可的情况下可能持有或交易本报告中提到的上市公司发行的证券或投资标的,还可能为或争取为这些公司提供投资银行或财务顾问服务。客户应当考虑到公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。公司在知晓范围内履行披露义务。本报告版权归公司所有。公司对本报告保留一切权利。未经公司事先书面授权,本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品,或再次分发给任何其他人,或以任何侵犯公司版权的其他方式使用。否则,公司将保留随时追究其法律责任的权利。依据《发布证券研究报告执业规范》规定特此声明,禁止公司员工将公司证券研究报告私自提供给未经公司授权的任何媒体或机构;禁止任何媒体或机构未经授权私自刊载或转发公司证券研究报告。刊载或转发公司证券研究报告的授权必须通过签署协议约定,且明确由被授权机构承担相关刊载或者转发责任。依据《发布证券研究报告执业规范》规定特此提示公司证券研究业务客户不得将公司证券研究报告转发给他人,提示公司证券研究业务客户及公众投资者慎重使用公众媒体刊载的证券研究报告。依据《证券期货经营机构及其工作人员廉洁从业规定》和《证券经营机构及其工作人员廉洁从业实施细则》规定特此告知公司证券研究业务客户遵守廉洁从业规定。山西证券研究所:深圳广东省深圳市福田区林创路新一代产业上海园5栋17层上海市浦东新区滨江大道5159号陆家北京嘴滨江中心N5座3楼北京市丰台区金泽西路2号院1号楼丽太原泽平安金融中心A座25层太原市府西街69号国贸中心A座28层电话:0351-8686981http://www.i618.com.cn请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明48

1、当您付费下载文档后,您只拥有了使用权限,并不意味着购买了版权,文档只能用于自身使用,不得用于其他商业用途(如 [转卖]进行直接盈利或[编辑后售卖]进行间接盈利)。
2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。
3、如文档内容存在违规,或者侵犯商业秘密、侵犯著作权等,请点击“违规举报”。

碎片内容

碳中和
已认证
内容提供者

碳中和

确认删除?
回到顶部
微信客服
  • 管理员微信
QQ客服
  • QQ客服点击这里给我发消息
客服邮箱