请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。1行业深度报告●[Table_IndustryName]机械设备[Table_ReportDate]2022年09月14日钙钛矿-颠覆者or赋能者？机械设备行业推荐(维持评级)核心观点:分析师[Table_Summary]降本增效主逻辑下钙钛矿电池潜力大，叠层模式下电池效率可达40%以上，GW级产能下钙钛矿电池组件成本可降至0.6元/W。钙钛矿电池（PSCs）是第三代太阳能电池的代表，光电特性优势明显，单结理论最大效率超30%。由于钙钛矿材料可设计性的特点，电池效率提升速度较快，在13年的时间实验室效率从3.8%达到25.7%，速度快于晶硅。目前产业化效率在16-18%，2023年中试组件效率预计达19.3%。工艺流程短、低原料成本、低能耗、放大优势等因素铸就钙钛矿电池低成本基因，随着电池效率、寿命提升，度电成本有望持续下降。钙钛矿电池产业链相比晶硅明显缩短，分为上游原材料、辅材等、中游电池厂商、下游电站及新型应用。电池技术路线分为三种：平面反式、平面正式、介观印刷结构。平面技术路径中，导电基底一般使用CVD或PVD法制备，空穴传输层PVD法或刮涂法制备，钙钛矿吸光层刮涂、喷涂、印刷、蒸镀等方法制备。涉及设备类型包括镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备。下游应用包括分布式光伏电站、BIPV、柔性光伏等。目前钙钛矿电池大面积制备不均匀、不稳定问题的解决取得积极进展，部分企业的组件通过晶硅组件检测标准IEC612215加速老化认证测试。近期钙钛矿组件出货标志着产业化进入落地阶段，同时央企积极参与布局。目前，在建及规划产能近30GW，十四五期间设备需求预计175-263亿元。2022年7月，纤纳光电用于工商业分布式光伏的钙钛矿组件出货；华能集团、中国三峡集团积极参与钙钛矿布局；目前在建产能约0.8GW（不完全统计）；单GW电池产能建设投资约5亿元，按单GW产能3-4条生产线计算，对应设备价值量3-4亿元，其中镀膜设备价值量占比超50%。随着钙钛矿电池技术发展日益成熟，十四五期间在建及规划产能有望到达50-75GW，设备需求预计175-263亿元。投资建议：钙钛矿电池制备工艺流程较晶硅电池简化，涉及涂布、磁控、蒸镀、激光等设备，具体根据每层的材料略有差异。建议关注钙钛矿规模化进程中设备投资机会，包括价值量大的PVD/RPD设备（捷佳伟创、京山轻机等）、确定性需求强且主流电池片环节渗透率提升的激光设备厂商（大族激光、迈为股份、帝尔激光、杰普特、德龙激光等）、蒸镀设备（京山轻机，子公司晟成与头部钙钛矿企业协鑫绑定较深）。风险提示：电池技术进展不及预期；扩产节奏低于预期。[Table_Authors]鲁佩：021-20257809：lupei_yj@chinastock.com.cn分析师登记编码：S0130521060001特此鸣谢：贾新龙相关研究[Table_Research]【银河机械】机械设备板块2022年中报业绩前瞻：景气分化，整体承压，建议关注光伏设备、锂电设备、机床、机器人【银河机械】行业周报_机械行业_下游需求持续高增，锂电设备企业受益全球动力电池扩产【银河机械】行业月度动态报告_机械行业_供需均转好，PMI齐回升，三季度专用设备或将景气仍存行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。2目录一、钙钛矿电池（PSCs）是第三代太阳能电池代表............................................................................................................4（一）复盘太阳能电池发展史，从晶硅到钙钛矿.........................................................................................................41、复盘太阳能电池发展史，从晶硅到钙钛矿.......................................................................................................4（二）钙钛矿材料介绍、光电特性及工作原理.............................................................................................................51、钙钛矿材料是指拥有ABX3型正八面体晶体结构的某一类物质...................................................................52、钙钛矿材料具备优异的光电特性......................................................................................................................63、钙钛矿电池工作原理基于光生伏特效应...........................................................................................................7二、效率提升空间大，中试组件效率2023年预计达19.3%...............................................................................................7（一）钙钛矿理论极限效率高于晶硅电池，可达30%以上.........................................................................................7（二）钙钛矿电池效率提升速度快是因为材料可设计性强.........................................................................................8（三）与晶硅或不同钙钛矿材料组成叠层效率可达40%以上.....................................................................................8（四）目前产业化效率在16-18%，2023年中试组件效率预计达19.3%...................................................................9三、钙钛矿电池为什么具备成本优势...................................................................................................................................10（一）工艺流程短（45min）、原材料低成本且纯度要求低、能耗低等因素铸就钙钛矿电池低成本基因...........10（二）规模化降本优势明显，GW级产能组件成本可降至0.6元/W........................................................................12（三）随着钙钛矿电池效率、寿命提升，度电成本有望持续下降...........................................................................13四、钙钛矿电池产业链简介：相比晶硅电池产业链缩短，分为上游的材料和辅材等、中游的电池厂商、下游的电站及新型应用...................................................................................................................................................................................13（一）上游：主要为基础化工材料、玻璃、靶材等...................................................................................................13（二）中游：材料、工艺、设备齐头并进...................................................................................................................151、技术路径：平面反式、平面正式、介观印刷结构.........................................................................................152、工艺路线：与材料、配方及电池结构等要素相关（以平面反式为例）.....................................................173、中试线基本工序介绍........................................................................................................................................174、设备端：主要为镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备.....................................................................18（三）解决大面积制备不均匀性及不稳定性问题取得积极进展...............................................................................191、钙钛矿电池的发展需要“工艺”“配方”“设备”三驾马车齐头并进..............................................................192、大面积制备不均匀性问题取得积极进展.........................................................................................................203、钙钛矿电池的稳定性受材料、器件、组件三种维度影响.............................................................................214、钙钛矿组件已通过晶硅组件检测标准IEC612215加速老化认证测试.........................................................22（四）产业链下游：集中式与分布式电站、可穿戴等新型应用...............................................................................221、单结应用方向：分布式电站，尤其是光伏幕墙领域.....................................................................................222、叠层应用方向：未来晶硅电池升级的主要方向之一.....................................................................................233、新型应用方向：柔性光伏、穿戴光伏等.........................................................................................................23五、产业化已进入初步落地阶段，央企参与布局...............................................................................................................25（一）目前在建产能0.86Gw，规划产能超28.3GW，已实现钙钛矿组件出货.......................................................25（二）国际钙钛矿企业牛津光伏产业化发展态势良好...............................................................................................25（三）央企参与布局，预计2025年建成工程示范电站.............................................................................................26（四）产业支持政策持续出台,为钙钛矿产业发展护航..............................................................................................27行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。3六、单GW设备价值量3-4亿元，十四五期间设备端需求预计达175-263亿元...........................................................28（一）100MW钙钛矿电池产能设备价值量约1亿元，GW级预计达3-4亿元......................................................28（二）BIPV发展有望带动钙钛迎电池下游应用加速落地.........................................................................................281、双碳背景下BIPV市场空间有望持续增长......................................................................................................282、BIPV领域或是PSCs首当其冲覆盖应用市场，总市场规模超千亿.............................................................30（三）十四五期间设备端需求预计达175-263亿元....................................................................................................31七、相关上市公司...................................................................................................................................................................31八、投资建议...........................................................................................................................................................................33九、风险提示...........................................................................................................................................................................33行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。4一、钙钛矿电池（PSCs）是第三代太阳能电池代表（一）复盘太阳能电池发展史，从晶硅到钙钛矿1、复盘太阳能电池发展史，从晶硅到钙钛矿太阳能电池实验室效率从1954年诞生时6%提升到如今的31.25%（串联硅钙钛矿），同时太阳能电池发展历经三代：晶硅、薄膜、新型太阳能电池。太阳能电池能够通过光电效应直接将光能转化成电能。1837年，法国的物理学家首次在溶液中发现了光伏效应。1954年，美国贝尔实验室制备出的世界第一块太阳能电池的光电转换效率为6%。我国于1958年也开始进行太阳能电池的研制工作。自从第一块太阳能电池被制造，在60多年时间里太阳能电池的发展已经历三代，种类也进一步丰富。其中，第一代是以晶硅为主的太阳能电池;第二代以薄膜太阳能电池为主，其典型的代表是铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)太阳能电池;第三代为新型的太阳能电池，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，量子点太阳能电池。2022年7月，洛桑联邦理工学院（EPFL）和瑞士电子和微技术中心（CSEM）使用混合蒸汽和液体溶液技术将钙钛矿沉积到有纹理的硅表面上，1平方厘米的测试电池的效率达到了31.25%。图1：太阳能电池的认证效率图（第一代为蓝色线、第二代为绿色线、第三代为橙色线）资料来源：NREL，中国银河证券研究院整理第一代晶硅电池目前最成熟，第二代薄膜电池相比第一代具有质量轻、转换效率高的优势，但电池活性层材料昂贵且设备成本高等因素限制其大面积制备和商业化，第三代新型太阳能电池凭借材料成本低、效率高、工艺流程短等优势成为产业界和学术界热点。目前晶硅太阳能电池的实验室效率已经超过了26%，在市场上占有绝对的地位和份额。但是，硅基太阳能电池的制备工艺复杂，高效率往往依赖高纯度的硅材料，高纯度的硅材料价格昂贵。第二代薄膜电池与晶硅太阳能电池相比质量轻而且转换效率高，但是由于活性层含有部分稀有元素和重金属元素，不仅价格昂贵而且很难实现大规模的生产和应用。这类电池一般采用热蒸发的方式制备，设备的成本高。以上这些原因限制了这类电池的大面积制备和商业化。第三代新型行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。5太阳能电池原料储量丰富，成本低，效率高、工艺流程短且可柔性制备，成为太阳能产业界和学术界的热点。表1：三代太阳能电池效率、成本、商业化程度对比类别第一代晶硅电池第二代薄膜电池钙钛矿新型太阳能电池实验室最高效率26.7%29.1%（砷化镓）、25.5%（碲化镉）、CIGS（23.4%）25.7%（理论效率超30%）、31.25%(异质结/钙钛矿叠层电池）量产效率22%国外17-19%、国内13%左右（碲化镉）15-18%（2022年）组件成本1.5-2元/瓦大于2元/瓦（碲化镉）0.6元/w(GW级预计)制造成本低高低（预计）商业化成熟度非常成熟成熟商业化初期量产成熟度非常成熟成熟量产初期资料来源：中国知网《低成本制备高效率钙钛矿太阳能电池的研究》（吕凤，2021）、中国银河证券研究院整理第三代新型电池中，钙钛矿拥有载流子寿命长、带隙可调、光吸收单位宽等优势，钙钛矿电池的应用有单结和叠层两个技术方向，目前实单结电池实验室最高效率25.7%，逐步接近硅电池最高效率。钙钛矿太阳能电池作为一种新型光伏电池，与传统晶硅太阳能电池相比凭借效率优势、低成本优势（产业化后GW级别成本可达0.6元/W）、应用广泛、叠层优势受到注。在十余年时间里，实现了效率上的突破，目前最高的电池效率已达25.7%，且理论效率超30%，高于晶硅电池，逐步接近硅电池最高效率。钙钛矿材料在光伏产业的应用主要有两个技术方向：单结和叠层。单结钙钛矿技术与其他薄膜技术相似，但制造成本有望低于目前已产业化的薄膜技术。钙钛矿与晶硅相结合的叠层技术兼具高转换效率和低制造成本的优点，有望成为未来光伏产业的技术发展方向。图2：太阳能电池分类资料来源：中国银河证券研究院整理（二）钙钛矿材料介绍、光电特性及工作原理1、钙钛矿材料是指拥有ABX3型正八面体晶体结构的某一类物质交易终止将暂缓收购暂缓行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。6广义的钙钛矿其实是指具有ABX3型的化学组成的化合物:A位一般由有机无机杂化，包括甲氨Ch3Nh3或者甲醚有机的分子，或无机的铯，B位一般由硒或者铅，X位一般都是卤素，ABX通过化学配位键进行连接，形成ABX3结构式，这种结构称为钙钛矿，用在钙钛矿电池的吸光层。钙钛矿有两类结构：介观结构和平面异质结结构。介观结构钙钛矿太阳能电池是基于染料敏化太阳能电池（DSSCs）发展起来的，和DSSCs的结构相似。平面异质结结构将钙钛矿结构材料分离出来，夹在空穴传输材料和电子传输材料中间。最常用的纯碘的钙钛矿材料（MAPbI3），带隙约为1.55eV，对应的吸收带边为800nm。有机基团的存在使得材料能有溶于常见的有机溶剂，性质可以通过改变有机离子的尺寸而调节，因此有机-无机钙钛矿这种材料非常适合作为太阳能电池的吸光层。高效率的钙钛矿太阳能电池的结构是以透明导电玻璃（TCO）作为基底，再是空穴传输层（HTL）或电子传输层（ETL）、钙钛矿活性层、ETL或HTL和金属电极。钙钛矿层夹在HTL和ETL中间。除最开始的介孔结构，现在的n-i-p和p-i-n型平面结构也被广泛研究。图3：钙钛矿材料ABX3正八面体晶体结构图4：钙钛矿电池工作原理资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理2、钙钛矿材料具备优异的光电特性钙钛矿具有优异的光能吸收性，较高光吸收系数有利于减少光学损失，在300-800nm波长范围均有高吸收系数(大于310-4cm-1)。钙钛矿激子结合能低，约55+20meV，介电常数高达18，保证高效的电荷分离，抑制载流子复合，且载流子扩散速度快，电子迁移率达75cm2/(V·s)，空穴迁移率达12.5cm2/(V·s)以上。MAPbI3的电子和空穴扩散长度超过100nm保证电子和空穴的有效传输。缺陷态密度低使得非辐射复合率很低，电压损失值小，开路电压损失在0.3-0.4v之间。钙钛矿材料可以通过调节组分，使其能带间隙在1.4~2.3eV之间连续可调，因此可以衍生出区别于硅基光伏的应用。目前最常用的钙钛矿材料MAPbI3和FAPbI3的禁带宽度位于1.5-1.6eV，其理论最大光电转化效率均处于30%以上。连续可调的带隙宽度可制备钙钛矿叠层多结电池。通过对钙钛矿进行组分调控，可实现带隙连续调控，通过调整Ａ、Ｂ和Ｘ含量可以获得不同组分钙钛矿材料，对应钙钛矿材料的带隙及能级分布也各不相同。通过卤素占比调控，可以实现钙钛矿带隙与能带结构的移动，可实现对吸收层膜带宽度调节(1.18-3.02eV)，匹配太阳光谱，提高光谱利用率。这也决定了钙钛矿在发光、光伏和光探等各个领域的广泛应用。行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。7图5：禁带宽度、极限短路电流、开路电压、效率关系图6：钙钛矿电池平面正式结构资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理3、钙钛矿电池工作原理基于光生伏特效应钙钛矿工作原理包括四个阶段：首先是载流子的产生与分离阶段，当太阳能电池运转时，入射光子（hv＞Eg）被钙钛矿材料吸收，电子从价带顶被激发到导带底，形成具有库伦束缚的电子空穴对；其次是载流子的扩散阶段，在内建电场的驱动下，电子和空穴在钙钛矿内部分别向负极和正极方向扩散；然后是载流子的传输阶段，在这个过程中，电子经过钙钛矿／电子传输层界面处，空穴则经过钙钛矿／空穴传输层界面处，然后分别由各功能层抽取并传输；最后一阶段则是载流子被电极收集。如当入射光大于禁带宽度时，价带电子跃迁到导带上面，价带上面留下空穴，电子和空穴就分别通过内建电场的作用，进行电子传输层和空穴传输层的传输，然后通过玻璃导电基底和金属电极基底进行回收就会形成回路。二、效率提升空间大，中试组件效率2023年预计达19.3%（一）钙钛矿理论极限效率高于晶硅电池，可达30%以上钙钛矿太阳能电池（PSCs）单结理论极限效率超30%，叠层模式下可达40%以上，相比晶硅电池效率提升空间大，主要因为人工设计后的钙钛矿材料带隙可以达到或接近s-q理论下吸光层最优带隙（1.3-1.5ev）。异质结/钙钛矿叠层电池理论极限效率可突破40%，高于单结晶体硅太阳能电池理论极限效率29.43%。根据EcoMat研究表明钙钛矿/硅叠层太阳能电池的理论效率极限为46%，远高于单结晶硅电池极限29.43%。如果掺杂新型材料，钙钛矿电池的转换效率最高能达到的50%，是目前晶硅电池的2倍左右。钙钛矿材料通过人工设计带隙可以达到s-q理论下吸光层最优带隙，导致最高光电转化率可超过30%。通过调整卤素A、B和X含量实现钙钛矿带隙与能带结构的移动。A位：阳离子半径越小，对应的钙钛矿带隙越大，例如，Cs、MA和FA离子半径依次增大，对应得到的CsPbI3、MAPbI3和FAPbI3钙钛矿的带隙依次减小，分别为1.73eV、1.57eV和1.48eV。B位：通常采用Sn替代Pb作为B位，Sn含量的逐增，钙钛矿材料带隙减小，例如CsPbI3的带隙为1.73eV，FAPbI3的带隙为1.48eV，FASnI3的带隙为1.40eV，CsSnI3的带隙为1.30eV。X位：Br离子掺杂使钙钛矿带隙增加。根据Shockley-Queisser理论，单结太阳能电池吸光材料的禁带宽度在1.34eV时，其理论光电转换效率可达最高的33.7%，通常认为吸光层材料的最优带隙为1.3-1.5eV，越接近于此效率越高。人工设计的钙钛矿材料，带隙可以非常接近于最优带隙，目前最常用的钙钛矿材料MAPbI3和FAPbI3的禁带宽度位于1.5-1.6eV，其理论最大光电转化效率均处于30%以上，因此钙钛矿是行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。8一种十分理想的新型光电材料。图7：不同组件类型理论极限电能转换效率对比情况图8：钙钛矿连续可调的带隙范围覆盖最佳带隙（1.4eV）资料来源：中国知网，中国银河证券研究院资料来源：协鑫光电，中国银河证券研究院（二）钙钛矿电池效率提升速度快是因为材料可设计性强钙钛矿电池实验效率从2009年的3.8%提升至目前的25.7%，电池效率提升速度远快于晶硅电池的核心原因是钙钛矿电池材料可设计性强。钙钛矿电池效率提升速度非常快，2009年诞生时效率为3.8%，SangⅡSeok结合两步法旋涂成膜，2017年将效率提高到22.1%，2018年，JunHongNoh等通过一种无溶剂固相反应的方法将效率提升到24.35%，2022年，蔚山先进能源技术研究开发中心和洛桑联邦理工学院将胶体QD-SnO2牢固地连接到c-TiO2表面，形成了连续、薄和共形的SnO2层，基于双层电子传输层将PSCs效率提升到了25.7%。钙钛矿光伏技术与晶硅技术的根本性差异在于钙钛矿材料的设计性。晶硅电池效率在1989年达到22.8%，之后近四十年没有很大的突破。钙钛矿电池从2009年至2022年，效率增长都较为迅速且持续，这是因为，光伏应用中的钙钛矿材料选择比较灵活，是人工设计的晶体材料，可以通过人工设计不断寻找性能更好、成本更低的材料，不断改进设计从而提升电池性能。而晶硅材料只能提纯、结构不能改变。所以，钙钛矿技术与晶硅技术的竞争，是成千上万种钙钛矿材料和一种晶硅材料的竞争。而且钙钛矿太阳能电池的理论上限为33%，比晶硅的29.3%高了将近4个百分点，目前仍具有较大的上升空间。（三）与晶硅或不同钙钛矿材料组成叠层效率可达40%以上连续可调的带隙宽度使得钙钛矿适合做叠层多结电池。它和其它类型太阳能电池集成以后可以捕捉和转换更宽光谱范围的太阳光。通过叠层的钙钛矿，太阳能光谱被分成连续的若干部分，用能带宽度与这部分具有最好匹配的材料制作成电池，并按能隙从大到小的顺序从外到内叠合起来，让波长最短的光被最外边的宽带隙材料电池吸收利用，波长较长的光能透射进去让较窄能带隙材料电池吸收利用，最大限度将光能转化为电能。叠层的技术方向主要分为两类，钙钛矿/晶硅叠层电池、钙钛矿/钙钛矿叠层电池。钙钛矿可以与HJT、TOPCon等晶硅电池组成叠层电池。硅的带隙为1.12eV，可以吸收波长1100nm以下的光子，典型的甲胺铅碘（CH3NH3PbI3）钙钛矿带隙为1.55eV，通过用Br-0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%转换效率行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。9部分取代I-可以调节带隙的宽度，调节范围为1.55eV-2.3eV。当钙钛矿吸收层的带隙为1.7eV时，预期可以获得35%的效率，极限效率可达60%。目前钙钛矿/晶硅叠层电池实验室效率达到了29.8%（英国亥姆霍兹柏林材料与能源中心）。图9：钙钛矿/晶体硅叠层电池对太阳光利用范围图10：CPIA钙钛矿电池效率预测资料来源：OxfordPV，中国银河证券研究院资料来源：中国光伏产业发展路线图2021（CPIA），中国银河证券研究院不同材料的钙钛矿也可组成叠层电池，实现电池效率跃升。通过调整A、B、X含量可以获得不同组分钙钛矿材料，对应钙钛矿材料的带隙及能级分布也各不相同，通过卤素占比调控，可以实现钙钛矿带隙与能带结构的移动，通过对钙钛矿进行组分调控，可实现带隙连续调控，这决定了钙钛矿可以广泛应用在发光、光伏、光探等各个领域。钙钛矿/钙钛矿叠层电池的效率比钙钛矿/晶硅叠层电池稍低，但也有经认证的产品达到60%的极限效率。目前钙钛矿/钙钛矿叠层电池实验室效率高达到了28%，为南京大学谭海仁及其科研团队研制。图11：过去十年钙钛矿发文数量达19640篇图12：2021年中国内地占全球发文量近50%资料来源：WebofScience，中国银河证券研究院资料来源：WebofScience，中国银河证券研究院（四）目前产业化效率在16-18%，2023年中试组件效率预计达19.3%产业化效率稳步提升，目前已达16-18%，2023年玻璃基中试组件最高转换效率预计达19.3%。近年来产业化效率呈现逐步上升趋势，2019年协鑫光电在实现1241.16cm2面积15.31%的效率，同年杭州纤纳在300cm2尺寸的钙钛矿组件实现14.3%效率，华能集团2019年实现050001000015000200002012201320142015201620172018201920202021全球发文量中国大陆发文量行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。10100cm2组件效率18%，2021年实现3500cm2面积电池效率15.5%。2022年极电光能在300cm2大尺寸组件实现18.2%转化效率，同年协鑫光电尺寸为1m2m组件下线，据协鑫光电预计在工艺和产能稳定后，量产组件效率将超18%。目前产业化效率距离钙钛矿单结电池理论极限效率（超30%）还有较大提升空间，产业端、研发端针对钙钛矿电池的研发投入逐年增加，随着钙钛矿可设计性晶体配方以及工艺逐步优化，产业化效率预计呈现上升趋势。根据CPIA预测，玻璃基中试组件最高转换效率（>900cm2）2022年达到18.5%、2025年20%、2030年22%。三、钙钛矿电池为什么具备成本优势（一）工艺流程短（45min）、原材料低成本且纯度要求低、能耗低等因素铸就钙钛矿电池低成本基因PSCs产业链显著缩短，原材料到组件仅需45分钟。与晶硅电池漫长的产业链和复杂的工艺流程相比，钙钛矿太阳能电池的生产流程简单，产业链显著缩短，价值高度集中。据协鑫纳米的披露，100兆瓦的单一工厂，从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入，到组件成型，总共只需45分钟。而对于晶硅来说，硅料、硅片、电池、组件需要四个以上不同工厂生产加工，倘若所有环节无缝对接，一片组件完工需要三天左右时间，用时差异很大。图13：钙钛矿相比晶硅产业链及工艺时间明显缩短资料来源：东方富海、中国银河证券研究院整理交易终止将暂缓收购暂缓行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。11表2：钙钛矿太阳能电池与晶硅太阳能电池对比对比项晶硅太阳能电池钙钛矿太阳能电池工艺流程长度四个工厂，耗时三天以上单一工厂，45分钟1GW产能投资成本9.6亿元5亿元吸光层厚度180微米0.3微米吸光层成本占比60%5%吸光层纯度要求99.9999%纯硅95%纯度钙钛矿最高工艺温度1700℃150℃单瓦功耗1.52KWh0.12KWh标准尺寸铅含量18g2g资料来源：能镜公众号，《五年后，钙钛矿崛起（范斌）》，中国银河证券研究院整理图14：随产能提高建设成本显著降低图15：划线实现串并联省去栅线工艺资料来源：纤纳光电，中国银河证券研究院整理资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理PSCs原材料纯度要求低且十分易得，用量亦低于晶硅类。钙钛矿太阳能电池的原材料均为基础化工材料，不含稀有元素。晶硅类太阳能电池对硅料纯度要求需达99.9999%，而钙钛矿材料对杂质不敏感，纯度在90%左右的钙钛矿材料即可制成转换效率在20%以上的太阳能电池，95%纯度的钙钛矿即可满足生产使用需求。PSCs可低温溶液制备，单瓦能耗仅为晶硅的1/10。钙钛矿太阳能电池只需通过简单的旋涂、喷涂、刮涂等溶液工艺实现成膜，整个生产过程温度不超过150℃，较晶硅材料制备所需的最高工艺温度1700℃极大降低生产能耗。制造1瓦单晶组件的能耗大约为1.52KWh，而每瓦钙钛矿组件的生产能耗仅为0.12KWh。放大优势实现规模化降本。通过有效的划线方式，对电池进行分割和串并联，因此省掉栅线组件尺寸可以放大到平米级别。行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。12图16：晶硅电池片占组件成本60%图17：钙钛矿材料占钙钛矿组件成本5%资料来源：全球光伏，中国银河证券研究院整理资料来源：全球光伏，中国银河证券研究院整理（二）规模化降本优势明显，GW级产能组件成本可降至0.6元/W从100MW级扩大至GW级产能，组件成本下降约50%，由0.15美元/W降至0.1美元/W。目前有三家公司公布过其钙钛矿电池的生产成本。纤纳光电100MW生产线组件成本约0.15美元/W，扩大至GW级产线后组件成本约0.1美元/W；协鑫光电GW级产线组件成本可低于0.1美元/W；牛津光伏钙钛矿-硅异质结(HJT)叠层电池0.4美元/W。对比已经商业化的单晶硅组件来看,垂直一体化厂商的单晶硅组件最优内部生产成本目前约为0.21~0.22美元/W。按较低生产成本数据来比较，钙钛矿电池比单品硅电池拥有成本优势。（数据来源：中国知网-太阳能钙钛矿电池技术发展和经济性分析）。钙钛矿电池产线产能的提高，平均建设成本将显著降低。以纤纳光电为例，20MW产线投资额为0.505亿，新建100MW产线投资额为1.21亿元，产能提升5倍，投资额仅提升2.4倍。根据纤纳光电测算，若产能提升至1GW，投资额约2.7亿元，产线建设成本降低。图18：钙钛矿度电成本（LCOE）与效率、寿命关系图（基于电池成本为31.7美元/m2）图19：效率成本走势预测资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理资料来源：极电光能官网，中国银河证券研究院整理行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。13图20：光伏地面电站LCOE近五年呈下降趋势（晶硅电池）图21：光伏分布式电站LCOE近五年呈下降趋势（晶硅电池）资料来源：CPIA，中国银河证券研究院整理资料来源：CPIA，中国银河证券研究院整理（三）随着钙钛矿电池效率、寿命提升，度电成本有望持续下降随着行业发展日益成熟，未来FTO导电玻璃、折旧、人工等成本还会有所降低，根据极电光能官网公布数据测算，到2023年平米级钙钛矿光伏产品将实现17-19%效率，后续持续提升至25%。百兆瓦级产线阶段成本将控制在1-1.5元/W，1GW级可降到0.8元/w，10GW级可降到0.6元/w。考虑钙钛矿组件成本较低，如果效率达到17%，价格达到1.3元/w，寿命25年时，其将具有市场竞争力。根据纤纳光电颜步一发表的文章，当钙钛矿电池成本为31.7美元/m2时，度电成本、效率、寿命关系如图18所示，当效率为25%且寿命为22年或者效率为20%且寿命为24年时，度电成本将达到0.06美元/Kwh，后续随着组件成本的降低，度电成本有望持续下降。四、钙钛矿电池产业链简介：相比晶硅电池产业链缩短，分为上游的材料和辅材等、中游的电池厂商、下游的电站及新型应用（一）上游：主要为基础化工材料、玻璃、靶材等导电层（实现载流子收集）的基材为柔性材料、不锈钢板、玻璃等，基材上的导电氧化物一般为氧化铟锡（ITO导电玻璃）、氟掺杂SnO2(FTO透明导电玻璃)。目前导电层使用导电玻璃较多。FTO导电性能比ITO略差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点，已经成为薄膜光伏电池的主流产品。ITO镀膜玻璃，具有透过率高，膜层牢固，导电性好等特点，随着薄膜电池对光吸收性能要求的提高，目前逐渐被FTO替代。TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜(TransparentConductiveOxide)的玻璃深加工品，实现对可见光的高透过率和高的导电率，TCO导电玻璃包括ITO、FTO、AZO镀膜玻璃，分别使用锡掺杂氧化铟(In2O3)、氟掺杂氧化锡（SnO2）和铝掺杂氧化锌（ZnO）作为靶材。金晶科技近期公告称，公司TCO导电膜玻璃定位于碲化镉、钙钛矿电池等行业上游，公司TCO导电膜玻璃已经成功下线，并且与国内部分碲化镉、钙钛矿电池企业建立业务关系，得到认可开始供货。除金晶科技外，TCO玻璃企业还包行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。14括亚玛顿、耀皮玻璃、南玻A、旗滨等。根据爱采购网报价，3.2mm玻璃价格在60-70元/平米。（协鑫光电范斌表示目前可大规模生产FTO玻璃的有旭硝子和金晶）图22：TCO导电玻璃产业链资料来源：《ComparisonBetweenChemicalVaporDepositionCVDandPVDCoatingTechniques:AReviewPaper》，旗滨集团招股说明书，中国银河证券研究院整理目前常见的空穴传输材料（HTM）主要为有机小分子、有机聚合物和无机半导体三类。目前常用的有氧化镍、PTAA，效率较高。常用的有机小分子主要包括Spiro-OMeTAD及其改性材料等；常用的有机聚合物包括PEDOT:PSS（可以溶液成膜，适合柔性衬底）、PTAA、P3HT（聚-3己基噻吩）等，其中P3HT为主流；常用的无机HTM主要有CuI、CuSCN、CuOx、NiOx、MoOx、VOx。有机小分子与聚合物相比，具有良好的流动性，但制备困难，价格昂贵；有机聚合物具备更好的成膜性和更高的迁移率。相较于有机HTM，无机HTM的空穴迁移率更高，导电性及稳定性更好，而且成本低。钙钛矿吸光层的基本材料是钙钛矿前驱液，一般由碱金属卤化物钙钛矿和有机金属卤化物钙钛矿组成。一般采用有机无机混合结晶材料——如有机金属三卤化物CH3NH3PbX3（X=Cl\Br\I）作为光吸收材料。其中最常见的是CH3NH3PbI3，这种材料由甲基铵正离子嵌入铅离子（Pb2+）和碘离子（I-）组成的八面体框架。制作金属卤化物钙钛矿所需原材料储量丰富，价格低廉，且前驱液的配制不涉及任何复杂工艺，对纯度要求不高，后续组件对加工环境要求也不高。电子传输材料（ETM）主要可分为金属氧化物（常用TiO2、ZnO等）和复合材料，主要涉及钛60、BCP、PCDM、二氧化硒、二氧化钛等材料。目前使用和研究最多的ETM为TiO2，但由于TiO2电子迁移率和电子扩散距离与钙钛矿材料及常用HTM的空穴迁移率、扩散距离相比不太匹配，成为电池结构中电荷捕集效率的瓶颈。目前，研究者以介孔Al2O3为骨架，TiO2纳米颗粒和石墨烯复合物代替TiO2作为ETM在低温条件下（<150℃）获得了15.6%的转换效率。电极层一般使用金属电极（Al、Au、Ag）、透明导电电极、TCO等，涉及材料主要是钛、铜箔和不锈钢箔。电极选择的材料不同，其技术路线和制备方法也不同。行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。15图23：钙钛矿相比晶硅产业链及工艺时间明显缩短资料来源：协鑫光电项目环评、中国知网、中国银河证券研究院整理（二）中游：材料、工艺、设备齐头并进1、技术路径：平面反式、平面正式、介观印刷结构目前常用器件结构分为平面结构和介观印刷结构，平面结构中又根据器件电荷传递方向的不同（电子传输层和空穴传输层进行调换）分为正式和反式，产业化进程中使用平面结构的企业较多。介观印刷结构的特点是在导电基底上通过逐层印刷方式涂覆3层介孔膜，制备可印刷的介观钙钛矿电池。平面正型结构的钙钛矿电池器件主要由底电极／电子传输层／钙钛矿层／空穴传输层／顶电极组成。目前，万度光能、南大昆山研究院在做介观印刷的技术路线，在导电体上面，进行不同的介孔层的印刷，然后在上面再印刷一层碳电极。目前，在900cm2面积实现9%的效率，在60cm2实现12.87%效率。协鑫光电、极电光能、纤纳光电等企业选用平面结构路径。目前钙钛矿电池生产企业中选用平面式结构较多，正式与反式均有涉及。图24：三种技术路径：平面反式、平面正式、介观印刷结构资料来源：华能清能院、中国银河证券研究院整理交易终止将暂缓收购暂缓交易终止将暂缓收购暂缓行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。16图25：国内介观印刷钙钛矿太阳能电池企业发展汇总资料来源：华能清能院、中国银河证券研究院整理图26：钙钛矿吸光层不同工艺对比图资料来源：中国知网《钙钛矿太阳能电池的产业化进程与展望》（颜步一）、钙钛矿太阳能稳定性研究进展及模组产业化趋势（金胜利）、中国银河证券研究院整理交易终止将暂缓收购暂缓行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。172、工艺路线：与材料、配方及电池结构等要素相关（以平面反式为例）平面结构电池中每层工艺路线与对应材料、配方、电池结构等要素相关，可能涉及的工艺如下：（一）导电基底一般使用CVD或PVD法制备ITO或FTO导电玻璃。若第二层空穴传输需要温度较高的工艺，则选择FTO导电玻璃，因为ITO超过300摄氏度之后，会容易出现弯曲形变。（二）空穴传输层PVD法或刮涂法制备，不同材料对应不同制备方法。如果选择氧化镍，它基本上就是喷涂、喷雾热解制备或者是用PVD法制备。如果选择PTAA等有机物，就需要刮涂制备或者是喷雾热解制备。（三）钙钛矿吸光层比较流行做的是湿法制备、刮棒制备、狭缝涂布制备以及喷雾热解制备，不同工艺方法各有优缺点，目前使用湿法，尤其是涂布工艺较多。（四）电子传输层若选择有机材料会使用蒸镀工艺，若为金属氧化物则会涉及气相沉积等工艺。有机材料，比如富勒烯等，选择的方式可能是蒸镀，尤其是团簇式蒸镀设备。如果选择二氧化锡或者硫化镉或者是二氧化钛这一部分，则使用PVD设备，或是RPD、磁控电射等设备。（五）电极层选择金属电极通常对应蒸镀工艺，若选择透明导电电极通常对应磁控溅射工艺。图27：钙钛矿吸光层常用工艺资料来源：中国知网、中国银河证券研究院整理3、中试线基本工序介绍目前每家钙钛矿企业都有自身生产路线及每一层的材料的选择，对应设备也在进行技术升级。常用的有主PVD和主蒸镀两种工序，具体如下：（一）主PVD工序：在电子传输层、空穴传输层、电极层制备使用PVD工艺。以平面反式为例，如图28所示，在FTO玻璃上输入缓冲层靶材利用PVD工艺做阳极缓冲层，再进行激光划线，然后再输入钙钛矿溶液利用涂布等工艺制作钙钛矿吸光层，第四层阴极缓冲层同样输入缓冲层靶材制作阴极缓冲层，再进行激光划线，最后第五层输入背电极靶材利用PVD工艺制作背电极，再进行最后两道激光工序。若选择此种工艺路线，PVD或RPD设备需求量较大。（二）主蒸镀工序：在电子传输层、电极层使用蒸镀工艺。如果电子传输层选择的为有机材料，或金属电极（如铜、银等），则技术路线和设备以蒸镀为主。第一步是FTO，然后输入缓冲层靶材制备阳极缓冲层，接着激光设备，然后输入钙钛矿溶液利用涂布工艺制备钙钛矿吸光层，之后开始蒸镀设备制作电子传输层，然后电极层。如果以此种技术路线，那么蒸镀设交易终止将暂缓收购暂缓行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。18备的需求量就会比较大，并穿插PVD设备。图28：100MW产线工序及设备类型（主PVD）资料来源：华尔街见闻、协鑫光电、中国银河证券研究院整理图29：100MW产线工序及设备类型（主蒸镀）资料来源：华能清能院、中国银河证券研究院整理4、设备端：主要为镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备产线设备类型主要为镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备，其中镀膜设备价值量过半，激光设备确定性需求强，封装设备与晶硅电池相比差别不大。（一）镀膜设备主要涉及PVD及RPD设备，其中RPD设备比传统的PVD设备优势在于可以减少对钙钛矿电池的轰击损害，有利于提高转换效率和良率。相应的设备企业有捷佳伟创、迈为股份、京山轻机、众能光电等，其中捷佳伟创于2022年7月获钙钛矿电池量产RPD镀膜设备订单，该RPD设备具备较高技术壁垒；蒸镀设备主要涉及京山轻机等，2021年5月京山轻机子公司晟成光伏与协鑫光电开展叠层技术战略合作，晟成光伏钙钛矿团簇型多腔式蒸镀设备已实现量产并应用于多交易终止将暂缓收购暂缓交易终止将暂缓收购暂缓行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。19个客户端。（二）涂布设备主要用于制作钙钛矿吸光层，主要企业德沪涂膜（未上市）、众能光电等，德沪涂膜为协鑫光电100MW产线供应大尺寸狭缝涂布设备，狭缝涂布可在玻璃、塑料等基片上沉积液体化合物，精确控制液体流量和移动相对速度，制备所需技术指标的薄膜。众能光电目前已对外销售刮涂/涂布一体机。（三）目前各种技术路线均需要激光设备，激光设备主要应用工序为激光划线，把大的面板进行切割，形成子电池，再将电池用串联或者并联的方式连接。目前供应钙钛矿激光设备的公司包括大族激光、迈为股份、德龙激光、杰普特、帝尔激光、众能光电等。图30：钙钛矿电池生产用PVD设备图31：钙钛矿电池生产用涂布设备资料来源：协鑫光电，中国银河证券研究院整理资料来源：协鑫光电，中国银河证券研究院整理图32：钙钛矿电池生产用激光设备图33：极电光能原位固膜法解决大面积不均匀性问题资料来源：协鑫光电，中国银河证券研究院整理资料来源：极电光能，中国银河证券研究院整理（三）解决大面积制备不均匀、不稳定问题取得积极进展1、钙钛矿电池的发展需要“工艺”、“配方”、“设备”三驾马车齐头并进钙钛矿目前面临“大面积制备不均匀、不稳定”问题，需要“工艺”、“配方”、“设备”三驾马车齐头并进。钙钛矿是一个“工艺”与“配方”并重的技术，同时由于技术路线时间短，工艺尚未如晶硅般成熟，也无法向半导体设备借鉴，主要瓶颈在于大面积制备工艺和长期稳定性。适合大尺寸、高效率量产的钙钛矿设备性能的提升与国产化也是必须要解决的问题。要实现质的飞跃，“工艺”、“配方”、“设备”这三驾马车必须齐头并进。行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。20表3：我国钙钛矿电池设备进展表设备类别企业名称产业化进展镀膜设备捷佳伟创2022年7月，捷佳伟创钙钛矿太阳能电池生产的关键量产设备“立式反应式等离子体镀膜设备”（RPD)通过厂内验收，将发运给客户投入生产。晟成光伏2021年6月，晟成光伏钙钛矿电池团族型多腔式蒸镀设备现已量产并成功应用于多个客户端。晟成光伏团簇型多腔式蒸镀设备具备完全自主知识产权，可应用于钙钛矿电池制备各过程中的钙钛矿材料及金属电极材料。科晶智达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腆设备，钙钛矿镀膜环节拥有旋转图层仪、热蒸镀仪、干燥箱等设备。弗斯迈拥有精确裁切覆膜设备，采用二次精裁，精度更高，移载式覆膜，辅设更精准，剪裁后冲孔，冲孔位置准确。众能光电已建成100-500kW（准MW）级大面积钙钛矿太阳能器件中试平台。在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能达到200MW/年。钙钛矿激光划线刻蚀设备出货50台套，锈钛矿PVD设备出货量30台套。宏大真空企业技术中心创新能力及真空镀膜成套装备产业化项目于2021年底2022年初建成；2022年研制出世界首台跑道式双腔同时成膜四室机。涂布设备众能光电已建成100-500kW（准MW）级大面积钙钛矿太阳能器件中试平台。在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能达到200MW/年。钙钛矿激光划线刻蚀设备出货50台套，锈钛矿PVD设备出货量30台套。上海德沪涂膜为苏州协鑫全球第一条100MW钙钛矿产线供应大尺才核心狭缝涂布设备。公司钙钛矿太阳能电池核心涂膜设备在全球市占率第一。在钙钛矿太阳能电池领域，公司的核心涂膜设备全球市占率最大。黎元新能源公司已有钙钛矿电池设备、钙钛矿电池材料、钙钛矿电池模块等产品，大正微纳公司拥有精密狭缝涂布设备，2019年以来连续刷新柔性钙钛矿太阳能电池效率的世界记录，光电转换效率破21%。激光设备迈为股份钙钛矿激光设备已经交付。未来公司对单结钙钛矿会加大装备布局，并更看好钙钛矿异质结叠层电池。杰普特2021年8月为大正徽纳定制全球首套柔性钙钛矿膜切设备，通过验收并正式投入生产使用。帝尔激光2021年上半年开始进行钙钛矿电池的相关研发：2022年3月披露公司即将交付应用于钙钛矿电池的激光设备。大族激光公司在钙钛矿技术领域的主要产品为钙钛矿激光刻划设备，产品在2015年已实现量产销售，公司和行业相关客户一直保持合作关系。德龙激光国内为数不多的激光精细加工设备全产业链公司，主营业务为精密激光加工设备及激光器。资料来源：公司公告，中国银河证券研究院整理2、大面积制备不均匀问题的解决取得积极进展行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。21钙钛矿面临大面积制备不均匀性问题，相关研究团队从大面积生产良率，宽带隙钙钛矿薄膜大面积均匀制备等方面突破，已取得积极进展。钙钛矿太阳能电池虽然在实验室中获得了较高的光电转换效率，但是实验中获得的数据和结果与生活应用中的情况还是存在差异的，在实际应用中会受到更多因素的影响。目前一方面难以制作出大面积、连续的钙钛矿薄膜，另一方面目前工艺下制备的大面积薄膜会使电池内部电阻率升高，转换效率下降。针对大面积一步溶液涂布法薄膜结晶受环境影响大，随机性强，大面积生产良率低的问题，极电光能开创性地用“原位固膜”技术解决这个难题。通过“干法搭骨架，湿法定结晶”的策略，即把溶剂挥发与化学成键分开、形核与晶粒生长分离，而且“骨架层”充当着结晶模板的作用，钙钛矿膜层制备在可控条件下发生，受环境影响小，便于面积放大，工艺窗口宽，成品率高，实现高质量钙钛矿薄膜的面积连续放大。“原位固膜”工艺制备的钙钛矿膜层质量显著优于“一步溶液涂布法”制备的钙钛矿材料，其组件效率更高。另外，它也可以在不平整的基底表面成膜，因此还可以很好地兼容与晶硅叠层电池的制备。其他研发机构和公司也积极探索解决大面积制备不均匀性问题并取得积极进展。图34：钙钛矿电池稳定性影响因素：材料、器件、组件图35：极电光能无甲胺材料及器件结构设计资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理资料来源：极电光能，中国银河证券研究院整理3、钙钛矿电池的稳定性受材料、器件、组件三种维度影响图36：极电光能稳定性验证数据资料来源：极电光能、中国银河证券研究院整理行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。22影响钙钛矿电池稳定性主要因素包括钙钛矿材料稳定性、器件中各功能层的稳定、外部环境等。钙钛矿材料作为电池中的吸光层和活性层，主要受环境因素影响，包括水氧条件、加速或温度变化、光照条件等。同时，钙钛矿电池传输层和电极层材料也会对稳定性产生影响。材料稳定性一般采用更新升级钙钛矿材料种类等方法。一般采用增加缓冲层的方法，减少平面钙钛矿电池中各层之间的相互影响，提升器件稳定性。为降低环境影响，合适的封装材料和封装工艺是提升稳定性不可少的条件，封装材料和工艺需满足以下要求：化学惰性、阻水阻氧阻紫外特性等。钙钛矿电池稳定性测试方法，分为实验室和商用组件两种。其中商用钙钛矿电池组件运行稳定性测试一般包括测试其在标准测试条件（比如IEC61251测试标准）和实际户外使用情况下的工作寿命。4、钙钛矿组件已通过晶硅组件检测标准IEC612215加速老化认证测试钙钛矿稳定性是业界非常关注的问题，目前通过无机电荷传输层的应用、钙钛矿材料体系优化、钝化技术的导入、复合电极的开发、封装技术的优化等手段解决稳定性问题，并取得积极进展。极电光能通过无机电荷传输层材料、甲脒基钙钛矿材料体系、自创的钝化技术、复合背电极的开发以及可靠的封装技术的开发，较好地解决了钙钛矿组件稳定性的问题，并通过了晶硅组件检测标准IEC61215的加速老化认证测试，还通过了泡水、加速光老化等测试。（来源：极电光能官网）图37：极电光能界面钝化与缺陷控制技术图38：2022年4月极电光能签约2.8GW光伏项目资料来源：极电光能，中国银河证券研究院整理资料来源：极电光能，中国银河证券研究院整理（四）产业链下游：集中式与分布式电站、可穿戴等新型应用1、单结应用方向：分布式电站，尤其是光伏幕墙领域钙钛矿凭借“质量轻、美观度高、外观可设计性强、透明度好”四大优点，有望在BIPV领域（尤其是主流晶硅光伏无法兼容领域）率先应用。钙钛矿四大优点恰是晶硅电池的短板，可与晶硅实现错位发展。钙钛矿模块重量比晶硅模块轻至少90%，特别适用于垂直建筑整合及轻量化结构、光伏幕墙等主流晶硅光伏无法兼容的应用领域。2022年4月，钙钛矿电池企行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。23业极电光能签约2.8GW整市分布式光伏电站项目，后续随着商业化钙钛矿电池组件效率和寿命的提升，有望在分布式屋顶光伏、集中式电站逐步落地。2、叠层应用方向：未来晶硅电池升级的主要方向之一叠层应用主要包括钙钛矿-晶硅叠层电池（现有晶硅光伏市场升级）、钙钛矿-钙钛矿叠层。钙钛矿可制备2结、3结及以上的叠层电池，其中2结叠层电池有钙钛矿-钙钛矿和钙钛矿-晶硅叠层电池两种，转换效率可提高到40%左右。目前部分主流晶硅电池厂商已启动钙钛矿晶硅叠层研发工作，中来股份表示现有一种晶硅钙钛矿叠层太阳电池的制备方法等专利。钙钛矿-晶硅叠层目前主要分为四端式、两端式两种类型。工艺难度最低的机械堆叠的四端叠层电池可设计两个子电池的最佳制造条件，并相互独立地运行在它们的最大功率点上。四端叠层电池的两个子电池独立制作，并且两子电池仅在光学上存在联系，电路相互独立，因此可以分别设计两个子电池的最佳制造条件，且两个子电池可以相互独立地运行在它们的最大功率点上。2020年，宾夕法尼亚大学课题组使用超薄金薄膜作为顶部电极，使四端叠层电池的效率记录提高到了28.3%。两端叠层电池制造成本更低，可期望获得更高的光电流。两端叠层电池在硅电池上直接沉积钙钛矿电池制成，通过复合层或隧道结将两个子电池串联连接。与机械堆叠的四端电池相比，这种两端架构只需要一个透明电极，由于更少的电极材料使用和更少的沉积步骤，两端电池的制造成本极大降低。电极的减少还使得非吸收层的寄生吸收减少，两端叠层电池可以期望获得更高的光电流。2020年，柏林亥姆霍兹中心（HZB）在制造出的29.8%效率的钙钛矿/硅两端叠层电池。图39：钙钛矿/硅叠层电池类型：两端式、四端式图40：柔性光伏资料来源：中国知网，中国银河证券研究院整理资料来源：中国银河证券研究院整理3、新型应用方向：柔性光伏、穿戴光伏等钙钛矿的吸收层（ABX3层）吸光系数强，只需很薄就可完成可见光谱吸收。除应用于集中式电站，分布式电站外，还可进行柔性的，可穿戴，可折叠的制备。柔性太阳能电池由于重量轻、可弯曲、安装成本低等优点,在移动物体、便携式设备以及航空航天领域有广阔的应用空间。作为国内唯一的柔性钙钛矿太阳能电池制造企业,大正(江苏)微纳科技有限公司由江苏省双创人才、清华大学校友领军,通过整合先进的高精度狭缝涂布、喷墨打印、化学气相沉积及卷对卷制造等方式实现了在柔性导电基底上进行柔性钙钛矿太阳能电池的生产。行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。24图41：目前在建产能达0.86Gw，规划产能28.3Gw资料来源：公司公告，中国银河证券研究院整理行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。25五、产业化已进入初步落地阶段，央企参与布局（一）目前在建产能0.86GW，规划产能超28.3GW，已实现钙钛矿组件出货钙钛矿电池在建及规划产能迈入GW级，其中在建产能0.86GW（不完全统计），规划产能28.3GW，已有GW级项目签约及小批量钙钛矿组件出货。主要企业进展如下：2022年2月，占地约250亩，装机容量12兆瓦，纤纳新能源计划总投资6000万元左右的全球首个钙钛矿光伏地面电站开工建设。2022年4月，极电光能与大冶市人民政府、智能科技在湖北大冶举行“大冶新能源项目签约暨长冶新能源揭牌仪式”。大冶新能源项目装机规模达2.8GW，总投资金额约120亿元。极电光能将为该项目提供更绿色、更高效、更低成本的钙钛矿光伏组件产品。2022年5月，仁烁光能预计下半年启动150MW钙钛矿光伏组件量产线建设，目标尺寸1.20.6m，效率达20%以上。2022年7月，全球钙钛矿光伏产业化领军企业纤纳光电在浙江衢州正式宣布全球首批钙钛矿商用组件α的发货，数量共5000片，用于省内工商业分布式钙钛矿电站。2022年8月，长城集团与江苏锡山经济技术开发区签约战略合作，宣布极电光能全球总部及钙钛矿创业产业基地项目计划建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线，预计年产值达25亿元。图42：牛津光伏发展历程图43：三峡集团签约注资纤纳光电资料来源：牛津光伏，中国银河证券研究院整理资料来源：网络报道，中国银河证券研究院整理（二）国际钙钛矿企业牛津光伏产业化发展态势良好国际上发展迅速的钙钛矿电池企业之一是牛津光伏（OxfordPV），成立于2010年，目前在英国、德国设立两大研发中心，共有研发人员约90人，并有超过200项专利，是目前钙钛矿电池领域研发实力最强的领军企业。牛津光伏采用硅与钙钛矿叠层的方法提高电池板的效率，2020年12月，其钙钛矿太阳能电池创下了29.52%的新世界认证效率纪录，今年创下了大面积（274cm2）最高认证光电转化效率26.8%，商业生产将于今年在OxfordPV位于德国的工行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。26业基地开始，计划年产能100兆瓦，在2024年将其目前100兆瓦/年的产能工厂扩大到2吉瓦/年，这将是世界上第一条硅钙钛矿串联太阳能电池的量产生产线。图44：华能集团钙钛矿进展及规划资料来源：华能清能院、中国银河证券研究院整理（三）央企参与布局，预计2025年建成工程示范电站华能、三峡等集团积极参与钙钛矿产业布局，华能集团预计2025年建成工程示范电站。中国华能是较早从事钙钛矿技术研发的能源企业，通过数年艰苦攻关，掌握了从实验室电池、微型模组到中试组件的全流程制备技术。由新能源公司和清能院共同开发的三代线级别中试组件在转换效率、组件尺寸等关键技术指标均达到国际领先水平。华能集团于2015年已实现18.8%效率，2021年实现3500cm2级世界最大单体钙钛矿电池效率15.5%，预计2023年完成平米级量产组件，2024年完成100MW级能源装备，2025年实现产业落地与工程示范。中国长江三峡集团下属三峡资本以战略投资者身份注资纤纳光电，2021年，中国长江三峡集团科学技术研究院与纤纳光电联合开发的钙钛矿-晶硅四端子叠层组件（钙钛矿组件和PERC晶硅组件叠加），经泰尔实验室（嘉兴）测试认证，在面积约为20cm2的组件上获得了26.63%的光电转换效率。表4：钙钛矿产业相关政策表序号日期发布机构具体内容12019年6月20日科技部《国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”等重点专项2019年度项目申报指南的通知》：高效稳定大面积钙钛矿太阳电池关键技术及成套技术研发（共性关键技术类）。研究内容：为探索大面积太阳电池制备技术，开展稳定大面积钙钛矿电池关键技术及成套技术研发。具体包括：大面积薄膜制备技术；大面积薄膜缺陷调控技术；大面积功能层界面结构和光电特性调控方法；大面积高效率高稳定性器件制备技术；组件精密切割与连接技术。考核指标：解决大面积钙钛矿电池稳定性问题，获得稳定大面积钙钛矿电池关键技术及成套技术；大面积钙钛矿太阳电池效率≥19%（面积>20cm×20cm），室温25℃，AM1.5光照1000小时后，效率衰减≤10%。22021年12月13日科技部国家重点研发计划“高端功能与智能材料”重点专项2021年度拟立项项目公示清单。第一项就为由南方科技大学牵头的“新一代钙钛矿太阳能电池关键材料及宏量制备技术”项目。32022年2月23日上海市人民政府《中国(上海)自由贸易试验区临港新片区扶持光伏发电项目操作办法》的通知，通知明确，项目基础奖励标准：分布式光伏，0.1元/千瓦时(非学校类执行优惠电价的非居民用户)、0.15元/千瓦时(学校用户)。光伏电站为0.15元/千瓦时。采用薄膜光伏、建材光伏、钙钛矿等新型光伏组件示范应用、彩钢瓦光伏一体化技术、建筑光伏一体化技术等光伏新型技术，以及道路隔音棚(架)光伏试点、市政设施光伏试点等“光伏+”融合发展项目，奖励标准参照各类项目的超水平奖励标准：学校分布式光伏项目0.18元/千瓦时、其他分布式光伏项目(执行居民电价的非居民用户)0.12元/千瓦时、全额上网光伏项目0.18元/千瓦时。行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。2742022年4月2日能源局、科技部《“十四五”能源领域科技创新规划》：高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术。[示范试验]研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备，开发高可靠性组件级联与封装技术，研发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池:开展晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。52022年5月5日CPIA成立钙钛矿光伏电池标准专题组开展钙钛矿光伏电池标准工作规划和顶层设计，结合光伏电池标准体系研究制定钙钛矿光伏电池标准体系，对电池发展效率做出预测。62022年6月14日安徽省合肥市人民政府《合肥市进一步促进光伏产业高质量发展若干政策》第四条鼓励技术创新。支持企业对标光伏制造行业规范条件研发生产高效率、低衰减产品，对新进入工信部《光伏制造行业规范条件》公告的企业，给予不超过50万元一次性奖励。对异质结(HJT)、钙钛矿等下一代电池，叠瓦、多主栅等高效组件，以及建筑光伏一体化材料、新能源微电网、柔性并网等技术研发项目，支持申报省、市“揭榜挂帅”类项目。支持光伏产业链重大创新研发、检验检测等专业服务平台建设，对软硬件投资500万元以上的，按投资额的30%给予最高500万元补贴。72022年6月22日科技部、国家发展改革委等九部门《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022―2030年)》。方案提出，研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术，研发碳纤维风机叶片、超大型海上风电机组整机设计制造与安装试验技术、抗台风型海上漂浮式风电机组、漂浮式光伏系统。研发高可靠性、低成本太阳能热发电与热电联产技术，突破高温吸热传热储热关键材料与装备。研发具有高安全性的多用途小型模块式反应堆和超高温气冷堆等技术。开展地热发电、海洋能发电与生物质发电技术研发。822年8月29日工信部等五部门联合印发加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划，其中在太阳能装备方面，提出推动TOPCon、HJT、IBC等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，开展智能光伏试点示范和行业应用。资料来源：中华人民共和国科学技术部、CPIA、上海市人民政府、安徽省合肥市人民政府、中国银河证券研究院整理（四）产业支持政策持续出台,为钙钛矿产业发展护航自2019年至今，钙钛矿产业发展支持政策持续出台。《“十四五”能源领域科技创新规划》指出支持高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术，具体方向为研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备，开发高可靠性组件级联与封装技术，研发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池；开展晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。2022年6月，由华能清能院主持编制的中电联《钙钛矿光伏组件》标准送审稿顺利通过专家组审查。专家组一致认为《钙钛矿光伏组件》标准技术框架结构合理、内容全面、可操作性强，与有关标准相协调，总体达到国际先进水平。这是我国首个钙钛矿光伏组件的通用技术标准。图45：协鑫光电100MW组件成本拆分及纤纳光电100MW产能建设投资拆分资料来源：巨化股份、中国银河证券研究院整理行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。28六、单GW设备价值量3-4亿元，十四五期间设备端需求预计175-263亿元（一）100MW钙钛矿电池产能设备价值量约1亿元，GW级预计3-4亿元100MW级钙钛矿电池产能设备量价值约1亿元，GW级预计3-4亿元。纤纳光电100MW钙钛矿电池产能建设投资合计约1.2亿元，其中钙钛矿生产线成本约0.97亿元，占比80%。协鑫光电100MW钙钛矿太阳能电池组件成本拆分，其中固定资产折旧约800万元，折旧按20年计算，除去厂房等建筑成本，设备类成本预计1-1.2亿元。按照1GW产能对应约5亿元，3-4条生产线计算，对应设备价值量约3-4亿元，其中镀膜设备价值量超50%。表5：协鑫光电100MW设备明细协鑫生产设备名称数量工序玻璃清洗机3导电玻璃清洗玻璃磨边机1湿磨涂布机3涂布层压机1封装真空镀膜机2电极制备激光机4激光刻蚀电流干燥炉3退火光伏测试系统1光伏测试资料来源：协鑫光电项目环评、中国银河证券研究院整理表6：纤纳光电100MW小产线、大产线设备明细纤纳生产设备名称数量工序蒸镀/磁控溅射4沉积金属背电极光伏材料印刷设备1钙钛矿印刷半导体刻划设备3切割层压机3/1（小生产线/大生产线）封装层压清洗线（含等离子清洗机）1玻璃清洗传输层印刷设备2传输层印刷太阳光模拟器1测试太阳能电池性能蒸镀/磁控溅射4沉积金属背电极资料来源：纤纳光电项目环评、中国银河证券研究院整理（二）BIPV发展有望带动钙钛矿电池下游应用加速落地1、双碳背景下BIPV市场空间有望持续增长行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。292020年9月，我国提出“碳达峰”、“碳中和”的愿景目标，其中发展绿色建筑成为实现减碳目标的重要手段，BIPV也将迎来持续增长。目前，我国及各省市十四五规划纲要多提及BIPV相关内容，为其带来发展新机遇。特别是提到“到2030年，实现应装尽装”，BIPV正在从提倡，走向全面强制推广，国内市场空间或将迎爆发式增长。表7：BIPV政策梳理时间发布单位政策相关内容2016国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的着干意见》推广应用太阳能发电等新能源技术，发展被动式房屋等绿色节能建筑，并完善绿色节能建筑和建材评价体系。2017河北《关于省级建筑节能专项资金使用有关问题的通知》被动式低能耗建筑示范补助，由原来的每平方米补助10元、最高不超过80万元。上调为每平方米补助100元、最高不超过300万元。2019发改委《产业材构调整指导目录(2019年本）》在新能源大类中，将太阳能建筑一体化组件设计与制造列入第一类鼓励类中。2020住建部、发改委等《绿色建筑创建行动方案》推动超低能耗建筑、近零能耗建筑发展，推广可再生能源应用和再生水利用。2020住建部、科技部、工信部、中国人民银行等《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》通过新一代信息技术驱动，推动智能光伏应用示范，促进与建筑相结合的光伏发电系统应用，实现工程建设高效益、高质量、低消耗、低排放的建筑工业化。2020北京市《关于进一步支持光伏发电系统推广应用的通知》学校、社会福利场所以及全部实现光伏建筑一体化应用项目等补贴标准0.4元/kWh（含税）2021湖南省湖南省绿色建筑发展条例》(征求意见稿)积极推广应用装配式建筑技术、低能耗建筑技术、可再生新能源建筑应用技术。政府投资新建的公共建筑和二万早方米以上的大型公共建筑应当应用一种以上可再生能源或者采用低能耗建筑技术。2021浙江省《浙江省能源发展“十四五”规划》（征求意见稿）持续推进分布式光伏发电应用，积极发展建筑一体化光伏发电系统。全面推广“光伏＋”横式，在特色小镇、工业园区和经济技术开发园区以及商场、学校、医院等建筑屋顶推续推进分布式光伏应用；在新建厂房和商业建筑等，积极开发建筑一体化光伏发电系统。2021河北省《关于印发2021年全省建筑节能与科技工作要点的通知》2021年，全省城镇新建绿色建筑占新建建筑比例达到90％上，新开工被动式超低能耗建筑面积160万平方米。2021江苏省《省住房城多建设厅关干推进碳达峰目标下绿色城乡建设的指导意见》加强高品质绿色建筑项目建设，大力发展超低能耗，近零能耗，零能耗建筑。推动政府投资项日率先示范，持续开展绿色建筑示范区建设。到2025年，新建建筑全面按照超低能耗标准设计建造，在2020年提高节能30％的基础上再提升30%，创建一批高品质绿色建筑项目。创建一批节能低碳，智慧宜居的绿色建筑示范区。2021住建部门等15部门《关干加强县城绿色低碳建设的意见》通过提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体化开发等方式，构建县城绿色低碳能源体系，推广分散式风电、分布式光状，智能光伏等清洁能源应用。2021能源局《关于报送整县（市、区）屋顶分项目申报试点县（市、区）要具备丰富的屋顶资源，有较好的消纳行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。30布式光伏开发试点方室的通知》能力。党政机关建筑屋顶总面积光伏可安装比例不低于50%，学校、医院等不低于40%，工商业分布式不低于30%，农村居民屋清不低于20%。2022住建部、发改委关于城乡建设领域碳达峰实施方案的通知进一步推动建筑太阳能光伏一体化建设，推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统，到2025年，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。2022上海《上海市关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见》和《上海市碳达峰实施方案》大力推动既有建筑安装光伏，到2030年，实现应装尽装。资料来源：国务院、发改委、能源局、住建部、各省市人民政府官网，中国银河证券研究院整理2、BIPV领域或是PSCs首当其冲覆盖应用市场，总市场规模超千亿BIPV领域或是PSCs首当其冲覆盖应用市场，总市场规模超千亿。根据国家统计局数据，2020年我国城市建筑用地总面积约598亿平方米。（由于2020年年鉴的全国城市建筑用地总面积中缺少北京地区数据，因此此处采取2019年北京数据乘以102%加2020年数据的方法计算）假设：1）我国城市建筑用地总面积：以每年2%增速增长（参考2018-2020年增长率为2%）。2）可安装面积：以屋顶光伏可利用率30%、立面光伏可利用率10%。工商业占比总面积38%。3）每年翻新比例6%、竣工比例10%。（参考历史假设）4）每平方可安装瓦数200W，每瓦单价5.5元、并以每年10%幅度降低。（目前较传统组件为溢价销售）测算BIPV潜在装机市场达277GW，对应潜在市场规模达1081亿。表8：到2025年BIPV潜在装机预计达277GW，潜在市场规模预计达1080亿元时间2020A2021A2022E2023E2024E2025E全国城市建筑用地总面积（平方公里）59856.561053.662274.763520.264790.666086.4容积率222222全国城市建筑屋顶面积（平方公里）299283052731137317603239533043全国城市建筑屋顶光伏可利用率30%30%30%30%30%30%全国城市建筑立面面积（平方公里）116711119059121455123899126392128935全国城市建筑立面光伏可利用率10%10%10%10%10%10%假设：每年翻新比例6%6%6%6%6%6%假设：每年竣工比例10%10%10%10%10%10%工商业占比38%38%38%38%38%38%每年全国城市工商业建筑翻新的BIPV面积（亿平方米）4.74.84.95.05.15.2每年全国城市工商业建筑竣工的BIPV面积（亿平方米）7.88.08.28.38.58.7行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。31每年全国工商业BIPV可应用总面积(亿平方米)12.612.813.113.313.613.9假设：每平方米瓦数（W）200200200200200200潜在装机规模（GW）251.1256.1261.3266.5271.9277.3假设：BIPV渗透率0.8%1.0%3.0%5.0%8.0%12.0%BIPV装机（GW）2.02.67.813.321.733.3每瓦单价（元）5.55.04.54.03.63.2每年全国工商业BIPV市场规模（亿元）110.5126.8349.2534.3784.81080.8CAGR157.79%数据来源：Wind、住房和城乡建设部、中国银河研究院整理（三）十四五期间设备端需求预计达到175-263亿元十四五期间设备端需求预计达175-263亿元。考虑钙钛矿电池组件在BIPV领域的渗透提升，2022-2025年钙钛矿电池BIPV领域潜在装机需求预计76.2GW。根据本报告第五部分产能统计，目前钙钛矿电池在建及规划产能约29GW，随着钙钛矿电池技术发展日益成熟，十四五期间在建及规划产能有望到达50-75GW，按单GW设备投资3.5亿元计算，对应设备总投资175-263亿元。七、相关上市公司按照上游、中游、设备端梳理钙钛矿相关上市企业如下表：表9：布局钙钛矿上市企业梳理上市公司钙钛矿布局方向具体内容亚玛顿上游公司是光伏超薄玻璃龙头，掌握先机超薄玻璃技术。公司为国内率先规模化生产2.0mm以下超薄物理钢化光伏玻璃，于2012年起批量出货。并前瞻布局并率先研发成功更加轻量化的1.6mm超薄光伏玻璃，已向多家主流组件厂商的技术认证且开始陆续批量供货。纤纳光电与亚玛顿签署合作协议，未来双方在钙钛矿太阳能电池玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等多个方面展开多维合作。金晶科技上游：TCO导电玻璃2022年8月2日，金晶科技发布公告：公司TCO导电膜玻璃定位于碲化镉、钙钛矿电池等行业上游，公司TCO导电膜玻璃已经成功下线，并且与国内部分碲化镉、钙钛矿电池企业建立业务关系，得到认可开始供货。隆华科技上游：靶材公司钙钛矿靶材及无铟靶材研发工作已取得突破性进展。7月27日在互动平台表示，公司钙钛矿电池用靶材当前处于供货测试阶段。宁德时代电池公司在钙钛矿太阳能电池材料领域有专利布局，并积极注钙钛矿太阳能电池材料领域下游行业发展情况。钙钛矿光伏电池研究进展顺利，正在搭建中试线。另外宁德时代还投资入股了钙钛矿光伏企业协鑫光电，如今一边做股东一边自主研发。金风科技电池2019年3月15日，金风科技与牛津光伏有限公司（OxfordPVTM）联合宣布，金风科技以战略投资者身份领投牛津光伏D轮融资，投资金额2100万英镑。中来股份电池6月23日，公司的钙钛矿晶硅叠层电池研发项目正在进行中，现阶段重点在进行与钙钛矿电池相匹配的底行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。32层电池的研发。公司现有一种晶硅钙钛矿叠层太阳电池的制备方法等专利。杭萧钢构电池杭萧钢构子公司合特光电，拟与2022年度投资建设高效钙钛矿/晶硅叠层电池中试生产线，规划于2022年将高效异质结、钙钛矿叠层技术产业化。万润股份电池拥有涉及钙钛矿太阳能电池材料的部分专利，目前公司在钙钛矿太阳能电池材料无量产。东方日升电池有一只团队主攻钙钛矿技术的研究，公司对于钙钛矿有相关的技术储备。通威股份电池在2021年年报中称，公司正进一步加强对对行业跨带技术、前沿技术（包括：BBC、钙钛矿、叠层电池/组件、光伏+储能等技术）的跟进、研究和开发。ST中利电池公司钙钛矿光伏电池技术的储备以自行研发和合作开发两种模式进行，与国内外高校研究所针对叠层钙钛矿电池有深入交流和合作，相关技术已形成知识产权专利5项，其中已授权2项，目前尚未进行批量生产阶段。金刚玻璃电池公司拥有自主研发的异质结+钙钛矿叠层技术，包含用叠层的方法将钙钛矿材料的薄膜层涂覆异质结电池表面，充分利用两种电池对光的吸收以提升电池转换效率。协鑫集成电池旗下协鑫光电正在建设100MW量产生产线，将把组件面积扩大至1m2m，组件光电转化效率将提高至18％以上，是行业目前唯一拥有量产产线的钙钛矿制造企业。金信诺电池公司有部分钙钛矿相关合作专利，但目前未应用于商用。隆基股份电池在钙钛矿、叠层等新型电池等技术方面储备了大量研发成果。晶澳科技电池对N型电池、钙钛矿等电池技术加大研发投入力度，技术储备不断究善。晶科能源电池已建立大面积钙钛矿电池及组件的研发线，与国内外知名高校建立了产学研合作。聆达股份电池建设10GW高效光伏电池产能，项目第三期拟建设HJT异质结叠加钙钛矿电池产线。宝馨科技电池及设备拟与苏州大学特聘教授和博士生导师彭军、杨新波签订《项目合作框架协议》，合作开发钙钛矿太阳能电池、钙钛矿-硅叠层太阳能电池以及生产设备，促进钙钛矿光伏技术的产业化。西子洁能电池及设备参投的中能光电是国家高新企业，是国内第三代光伏技术钙钛矿太阳能电池技术的领军企业，在钙钛矿装备制造方面处于国内领先地位。拓日新能设备钙钛矿新型材料的研究、实验与开发为公司重点研发方向之一，目前研究主要方向为杂化钙钛矿光电探测器。现钙钛矿项目主要主要在生产设备实验测试阶段。杰普特设备首套柔性钙钛矿膜切设备成功交付，其与大正维纳合作开发的柔性钙钛矿膜切设备项目为下一步的柔性钙钛矿薄膜量产储备了技术经验和工艺基础。京山轻机设备子公司晟成光伏是国内钙钛矿设备绝对领导者，晟成光伏团簇型多腔式蒸镀设备量产交付。捷佳伟创设备根据下游客户需求提供包括PERC、TOPCON、HJT、HBC、IBC钙钛矿等技术的设备，公司在各电池技术线路上都进行了设备技术的布局，并推出了具有优势的差异化设备产品。迈为股份设备定制的用在单结钙钛矿电池上的激光设备已经成功交付，未来在钙钛矿领域会布局真空设备大族激光设备公司在光伏方面对TOPCON领域产品布局完整，逐步具备TOPCON电池全产业链设备研发制造能力；在HJT电池已布局PECVD、PVD等设备产品。其他在研项目包括研发项目包括低压硼扩散炉、Topcon激光掺硼设备、LPCVD设备等。德龙激光设备公司掌控激光应力诱导切割技术、硬脆材料激光切割技术等精细加工技术与激光谐振光学设计技术、长寿命皮秒种子源技术等激光器技术。帝尔激光设备已交付用于钙钛矿电池的激光设备，钙钛矿电池需要应用P1、P2、P3、P4共四道激光，用于除去TCO层、功能层、背电极的加工，膜层清除资料来源：ifind，公司公告，中国银河证券研究院整理行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。33八、投资建议建议关注钙钛矿规模化进程中设备投资机会，包括价值量大的PVD/RPD设备（捷佳伟创、京山轻机）、确定性需求强且主流电池片环节渗透率提升的激光设备厂商（帝尔激光、杰普特、大族激光）、蒸镀设备（京山轻机，子公司晟成与头部钙钛矿企业协鑫绑定较深）。九、风险提示电池技术进展不及预期；扩产节奏低于预期。行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。34插图目录图1：太阳能电池的认证效率图（第一代为蓝色线、第二代为绿色线、第三代为橙色线）............................4图2：太阳能电池分类...............................................................................................................................................5图3：钙钛矿材料ABX3正八面体晶体结构...........................................................................................................6图4：钙钛矿电池工作原理.......................................................................................................................................6图5：禁带宽度、极限短路电流、开路电压、效率关系........................................................................................7图6：钙钛矿电池平面正式结构...............................................................................................................................7图7：不同组件类型理论极限电能转换效率对比情况............................................................................................8图8：钙钛矿连续可调的带隙范围覆盖最佳带隙（1.4eV）..................................................................................8图9：钙钛矿/晶体硅叠层电池对太阳光利用范围...................................................................................................9图10：CPIA钙钛矿电池效率预测.............................................................................................................................9图11：过去十年钙钛矿发文数量达19640篇............................................................................................................9图12：2021年中国内地占全球发文量近50%..........................................................................................................9图13：钙钛矿相比晶硅产业链及工艺时间明显缩短..............................................................................................10图14：随产能提高建设成本显著降低......................................................................................................................11图15：划线实现串并联省去栅线工艺......................................................................................................................11图16：晶硅电池片占组件成本60%.........................................................................................................................12图17：钙钛矿材料占钙钛矿组件成本5%...............................................................................................................12图18：钙钛矿度电成本（LCOE）与效率、寿命关系图（基于电池成本为31.7美元/m2）.....................12图19：效率成本走势预测.........................................................................................................................................12图20：光伏地面电站LCOE近五年呈下降趋势（晶硅电池）.............................................................................13图21：光伏分布式电站LCOE近五年呈下降趋势（晶硅电池）.........................................................................13图22：TCO导电玻璃产业链....................................................................................................................................14图23：钙钛矿相比晶硅产业链及工艺时间明显缩短..............................................................................................15图24：三种技术路径：平面反式、平面正式、介观印刷结构..............................................................................15图25：国内介观印刷钙钛矿太阳能电池企业发展汇总..........................................................................................16图26：钙钛矿吸光层不同工艺对比图......................................................................................................................16图27：钙钛矿吸光层常用工艺.................................................................................................................................17图28：100MW产线工序及设备类型（主PVD）..................................................................................................18图29：100MW产线工序及设备类型（主蒸镀）...................................................................................................18图30：钙钛矿电池生产用PVD设备........................................................................................................................19图31：钙钛矿电池生产用涂布设备..........................................................................................................................19图32：钙钛矿电池生产用激光设备..........................................................................................................................19图33：极电光能原位固膜法解决大面积不均匀性问题..........................................................................................19图34：钙钛矿电池稳定性影响因素：材料、器件、组件......................................................................................21图35：极电光能无甲胺材料及器件结构设计..........................................................................................................21图36：极电光能稳定性验证数据.............................................................................................................................21图37：极电光能界面钝化与缺陷控制技术..............................................................................................................22图38：2022年4月极电光能签约2.8GW光伏项目...............................................................................................22图39：钙钛矿/硅叠层电池类型：两端式、四端式.................................................................................................23行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。35图40：柔性光伏.........................................................................................................................................................23图41：目前在建产能达0.86Gw，规划产能28.3Gw..............................................................................................24图42：牛津光伏发展历程.........................................................................................................................................25图43：三峡集团签约注资纤纳光电..........................................................................................................................25图44：华能集团钙钛矿进展及规划..........................................................................................................................26图45：协鑫光电100MW组件成本拆分及纤纳光电100MW产能建设投资拆分...............................................27表格目录表1：三代太阳能电池效率、成本、商业化程度对比.....................................................................................................5表2：钙钛矿太阳能电池与晶硅太阳能电池对比...........................................................................................................11表3：我国钙钛矿电池设备进展表...................................................................................................................................20表4：钙钛矿产业相关政策表...........................................................................................................................................26表5：协鑫光电100MW设备明细...................................................................................................................................28表6：纤纳光电100MW小产线、大产线设备明细........................................................................................................28表7：BIPV政策梳理........................................................................................................................................................29表8：到2025年BIPV潜在装机预计达277GW，潜在市场规模预计达1080亿元...................................................30表9：布局钙钛矿上市企业梳理.......................................................................................................................................31行业深度报告/机械设备请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。36分析师简介及承诺鲁佩机械组组长首席分析师伦敦政治经济学院经济学硕士，证券从业8年，曾供职于华创证券，2021年加入中国银河证券研究院。2016年新财富最佳分析师第五名，IAMAC中国保险资产管理业最受欢迎卖方分析师第三名，2017年新财富最佳分析师第六名，首届中国证券分析师金翼奖机械设备行业第一名，2019年WIND金牌分析师第五名，2020年中证报最佳分析师第五名，金牛奖客观量化最佳行业分析团队成员，2021年第九届Choice“最佳分析师”第三名。范想想机械行业分析师日本法政大学工学硕士，哈尔滨工业大学工学学士，2018年加入银河证券研究院。曾获奖项包括日本第14届机器人大赛团体第一名，FPM学术会议BestPaperAward。曾为新财富机械军工团队成员。本人承诺以勤勉的执业态度，独立、客观地出具本报告，本报告清晰准确地反映本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与、未来也将不会与本报告的具体推荐或观点直接或间接相关。评级标准行业评级体系未来6-12个月，行业指数（或分析师团队所覆盖公司组成的行业指数）相对于基准指数（交易所指数或市场中主要的指数）推荐：行业指数超越基准指数平均回报20%及以上。谨慎推荐：行业指数超越基准指数平均回报。中性：行业指数与基准指数平均回报相当。回避：行业指数低于基准指数平均回报10%及以上。公司评级体系推荐：指未来6-12个月，公司股价超越分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报20%及以上。谨慎推荐：指未来6-12个月，公司股价超越分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报10%－20%。中性：指未来6-12个月，公司股价与分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报相当。回避：指未来6-12个月，公司股价低于分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报10%及以上。免责声明本报告由中国银河证券股份有限公司（以下简称银河证券）向其客户提供。银河证券无需因接收人收到本报告而视其为客户。若您并非银河证券客户中的专业投资者，为保证服务质量、控制投资风险、应首先联系银河证券机构销售部门或客户经理，完成投资者适当性匹配，并充分了解该项服务的性质、特点、使用的注意事项以及若不当使用可能带来的风险或损失。本报告所载的全部内容只提供给客户做参考之用，并不构成对客户的投资咨询建议，并非作为买卖、认购证券或其它金融工具的邀请或保证。客户不应单纯依靠本报告而取代自我独立判断。银河证券认为本报告资料来源是可靠的，所载内容及观点客观公正，但不担保其准确性或完整性。本报告所载内容反映的是银河证券在最初发表本报告日期当日的判断，银河证券可发出其它与本报告所载内容不一致或有不同结论的报告，但银河证券没有义务和责任去及时更新本报告涉及的内容并通知客户。银河证券不对因客户使用本报告而导致的损失负任何责任。本报告可能附带其它网站的地址或超级链接，对于可能涉及的银河证券网站以外的地址或超级链接，银河证券不对其内容负责。链接网站的内容不构成本报告的任何部分，客户需自行承担浏览这些网站的费用或风险。银河证券在法律允许的情况下可参与、投资或持有本报告涉及的证券或进行证券交易，或向本报告涉及的公司提供或争取提供包括投资银行业务在内的服务或业务支持。银河证券可能与本报告涉及的公司之间存在业务关系，并无需事先或在获得业务关系后通知客户。银河证券已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格。除非另有说明，所有本报告的版权属于银河证券。未经银河证券书面授权许可，任何机构或个人不得以任何形式转发、转载、翻版或传播本报告。特提醒公众投资者慎重使用未经授权刊载或者转发的本公司证券研究报告。本报告版权归银河证券所有并保留最终解释权。联系人中国银河证券股份有限公司研究院机构请致电：深圳市福田区金田路3088号中洲大厦20层深广地区：苏一耘0755-83479312suyiyun_yj@chinastock.com.cn崔香兰0755-83471963cuixianglan@chinastock.com.cn上海浦东新区富城路99号震旦大厦31层上海地区：何婷婷021-20252612hetingting@chinastock.com.cn陆韵如021-60387901luyunru_yj@chinastock.com.cn北京市丰台区西营街8号院1号楼青海金融大厦北京地区：唐嫚羚010-80927722tangmanling_bj@chinastock.com.cn公司网址：www.chinastock.com.cn