请仔细阅读本报告末页声明证券研究报告行业专题研究2023年03月24日玻璃玻纤TCO玻璃：薄膜电池产业加速，定制化属性凸显先发优势TCO玻璃：薄膜电池基底材料，FTO+在线镀膜为主流路线。TCO玻璃是在超白浮法玻璃表面通过物理或化学方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要应用在薄膜电池的前电极，起到透光和导电的作用，直接影响薄膜电池的性能和转换效率。TCO玻璃根据氧化物成分可分为ITO､FTO和AZO，根据镀膜工艺可分为在线镀膜及离线镀膜，目前主流工艺为FTO+在线镀膜。TCO玻璃设备投资大、调试成本高，技术难点在于在线镀膜以及定制化设计。在线TCO镀膜玻璃生产线包括生产超白玻璃以及进行在线镀膜，难点主要在于：1）产线端：超白浮法玻璃生产难度大、原料要求高，并且产线和镀膜设备投资较大，金晶科技单条产线改造金额约1.5亿元，进入壁垒较高。2）工艺端：在线镀膜难度大，是核心的技术壁垒，企业需要大量经验和工艺积累才可以实现薄膜的均匀稳定并提升镀膜效率，若产品性能不佳会导致产出降级产品或废品，调试的成本非常高。3）客户端：下游验证周期长，由于不同客户的膜系材料存在差异，需要企业与客户配套研发，根据客户需求对TCO玻璃过渡层和功能层组分进行调整，提供定制化设计以实现最优的转换效率。TCO玻璃需求取决于薄膜电池发展，FirstSolar扩产+BIPV+钙钛矿三重催化打开增长空间。薄膜电池效率提升缓慢、产业链较为封闭，在晶硅成本大幅降低下市场空间挤压，仅FirstSolar具备大规模生产能力，导致TCO玻璃需求锐减。但在FirstSolar扩产、BIPV、钙钛矿三重利好催化下，TCO玻璃需求有望快速提升：1）FirstSolar计划2025年将自身产能扩张至20GW以上；2）国内双碳目标叠加建筑业节能减排，BIPV渗透率快速提升，预计2025年薄膜电池装机量可达3.5GW，国内碲化镉电池厂商产能规划6GW以上；3）钙钛矿电池光电效率、成本优势突出，逐步向产业化迈进，国内厂商远期产能规划在28GW以上，目前尚需解决大面积制备以及稳定性问题，待未来稳定量产后，TCO玻璃需求将大幅提升。FirstSolar扩产带来供需缺口，国内薄膜电池放量更需定制化产品配套。根据我们对各薄膜电池的TCO玻璃用量测算，预计2025年全球TCO玻璃需求或超1.4亿平：1）碲化镉。FirstSolar扩产，2025年产能20GW，预计TCO玻璃用量超9000万平。国内中建材等碲化镉企业的TCO玻璃需求在1600万平以上。2）钙钛矿。根据目前扩产规划，假设2025年有1GW钙钛矿出货量，对应TCO玻璃需求600万平。目前FirstSolar的TCO玻璃供应商为板硝子，但FirstSolar扩张后板硝子存在供给不足，金晶科技或将填补部分缺口，供货份额提升的关键在于产品性能和成本。国内碲化镉企业仍在提升转换效率，对TCO玻璃性能要求将持续提升，钙钛矿技术路线仍在探索中，各家企业生产工艺、材料选择尚未定型，TCO玻璃企业需要与钙钛矿客户共同配套研发，根据其工艺、材料提供定制化的产品，金晶科技、耀皮玻璃等具备先发优势的企业将大为受益。投资建议：FirstSolar扩产、BIPV渗透率提升以及钙钛矿电池催化下，TCO玻璃需求快速提升，建议关注在TCO玻璃领域具备先发优势的企业金晶科技、耀皮玻璃。风险提示：碲化镉电池需求不及预期风险、钙钛矿电池研发不及预期风险、测算误差风险。增持（维持）行业走势作者分析师沈猛执业证书编号：S0680522050001邮箱：shenmeng@gszq.com相关研究1、《玻璃玻纤：玻璃行业：底部特征明显，长鞭效应酝酿价格弹性》2023-02-16-32%-16%0%16%2022-032022-072022-112023-03玻璃玻纤沪深3002023年03月24日P.2请仔细阅读本报告末页声明内容目录1、TCO玻璃：薄膜电池基材，定制化属性带来高门槛、厚壁垒................................................................................41.1薄膜电池基底材料，FTO+在线镀膜为主流路线............................................................................................41.2设备投资大、调试成本高，技术难点在于在线镀膜及定制化设计...................................................................62、龙头扩产、BIPV、钙钛矿三重催化，打开TCO玻璃空间......................................................................................82.1薄膜电池发展缓慢，TCO玻璃需求受限.......................................................................................................82.2Firstsolar：强势扩产，TCO玻璃需求大幅提升............................................................................................112.3BIPV：“双碳”政策下渗透率提升，拓宽薄膜电池应用空间...........................................................................112.4钙钛矿：光伏电池革命，向产业化应用迈进................................................................................................142.4.1新一代太阳能电池，效率、成本优势突出..........................................................................................142.4.2大面积制备工艺及电池稳定性尚需提升.............................................................................................172.4.3钙钛产能大幅扩张，为TCO玻璃打开增长空间..................................................................................193、FirstSolar扩产带来供需缺口，国内薄膜电池放量更需定制化产品配套................................................................213.1三重共振催化TCO玻璃需求，2025年全球用量或超1.4亿平......................................................................213.2海外市场存在供需缺口，国内薄膜电池放量更需定制化产品配套..................................................................214、投资建议：关注TCO玻璃领域具备先发优势的企业............................................................................................24风险提示..............................................................................................................................................................24图表目录图表1：TCO导电膜玻璃示意图..............................................................................................................................4图表2：TCO导电膜玻璃分类.................................................................................................................................4图表3：碲化镉薄膜电池电池结构...........................................................................................................................4图表4：铜铟镓硒薄膜电池结构..............................................................................................................................4图表5：在线镀膜产线示意图..................................................................................................................................5图表6：离线镀膜产线示意图..................................................................................................................................5图表7：ITO、FTO、AZO性能对比.........................................................................................................................5图表8：薄膜电池分类占比（单位：GW）...............................................................................................................6图表9：不同路线薄膜电池生产工艺温度（单位：℃）.............................................................................................6图表10：非晶硅/微晶硅太阳能电池成本结构（单位：%）.......................................................................................6图表11：钙钛矿电池成本结构（单位：%）............................................................................................................6图表12：FTO膜系结构示意图................................................................................................................................7图表13：化学气相沉积反应原理示意图...................................................................................................................7图表14：在线Low-E镀膜工艺流程图.....................................................................................................................7图表15：1980-2021年单晶硅、多晶硅、薄膜电池占比（单位：%）.......................................................................8图表16：不同电池理论转换效率（单位：%）.........................................................................................................9图表17：不同电池实验室、量产转换效率发展图（单位：%）.................................................................................9图表18：进口价格多晶硅:当月值（单位：美元/千克）...........................................................................................10图表19：出口价格多晶硅:当月值（单位：美元/千克）...........................................................................................10图表20：全球及FirstSolar薄膜电池产能（单位：GW）.........................................................................................10图表21：全球及FirstSolar薄膜电池产量（单位：GW）.........................................................................................10图表22：FirstSolar薄膜电池生产技术...................................................................................................................10图表23：晶硅电池生产技术..................................................................................................................................10图表24：FirstSolar2021-2025年产能规划（单位：GW）.......................................................................................11图表25：BIPV示意图...........................................................................................................................................11图表26：BAPV示意图..........................................................................................................................................112023年03月24日P.3请仔细阅读本报告末页声明图表27：某钢结构厂房BAPV与BIPV系统成本分析...............................................................................................12图表28：屋顶BIPV电池应用占比..........................................................................................................................12图表29：立面BIPV电池应用占比..........................................................................................................................12图表30：2021年以来BIPV政策...........................................................................................................................13图表31：2021-2025年立面BIPV装机量测算.........................................................................................................13图表32：国内薄膜电池厂商现有产能及未来扩产规划..............................................................................................14图表33：ABX3型钙钛矿结构.................................................................................................................................14图表34：全固态介孔型太阳电池及其截面的介孔结构..............................................................................................14图表35：钙钛矿电池结构与分类以及工作原理........................................................................................................15图表36：100MW钙钛矿产线生产设备及工艺流程..................................................................................................15图表37：2013年以来单结钙钛矿电池转换效率......................................................................................................16图表38：纤纳光电不同钙钛矿产线建设成本对比（单位：万元）.............................................................................17图表39：钙钛矿相比晶硅生产流程更短..................................................................................................................17图表40：不同技术光伏组件产线投资额情况...........................................................................................................17图表41：不同公司在钙钛矿电池领域商业化进展....................................................................................................18图表42：大面积钙钛矿薄膜制备技术对比..............................................................................................................18图表43：水分子催化CH3NH3PbI3分解的机理图...................................................................................................19图表44：温度对钙钛矿材料稳定性的影响..............................................................................................................19图表45：光照对钙钛矿材料稳定性影响..................................................................................................................19图表46：电极材料对稳定性的影响........................................................................................................................19图表47：厂商单结钙钛矿电池扩产规划（截至2023年3月17日）.........................................................................20图表48：TCO玻璃需求测算..................................................................................................................................21图表49：FirstSolar产能布局以及板硝子、金晶科技TCO玻璃产线布局...................................................................22图表50：板硝子及金晶科技TCO玻璃产品技术对比................................................................................................22图表51：国内厂商TCO玻璃技术储备情况.............................................................................................................232023年03月24日P.4请仔细阅读本报告末页声明1、TCO玻璃：薄膜电池基材，定制化属性带来高门槛、厚壁垒1.1薄膜电池基底材料，FTO+在线镀膜为主流路线TCO玻璃即透明导电氧化物镀膜玻璃，主要应用在碲化镉及钙钛矿电池前电极。TCO玻璃是在平板玻璃表面通过物理或化学方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要用于薄膜电池前电极。根据氧化物的不同，TCO导电膜玻璃可分为掺锡氧化铟锡透明导电膜玻璃（ITO）､掺氟氧化锡氟透明导电膜玻璃（FTO）和掺铝氧化锌铝透明导电膜玻璃（AZO）三类，根据镀膜工艺的不同，可分为在线镀膜玻璃及离线镀膜玻璃。图表1：TCO导电膜玻璃示意图图表2：TCO导电膜玻璃分类资料来源：耀皮玻璃官网，国盛证券研究所资料来源：《太阳能玻璃发展趋势分析》，国盛证券研究所薄膜电池生产流程为首先在玻璃表面沉积前电极的TCO导电薄膜，再沉积PN半导体膜，最后镀制背电极，随后进行封装，封装用背板玻璃为普通浮法玻璃。硅基电池光学带隙与太阳光光谱不匹配，光电转化率偏低，已逐步被淘汰，铜铟镓硒电池产能规模较小、制程复杂、成本较高，并且其制备工艺不需使用TCO玻璃，钙钛矿电池虽需使用TCO玻璃但目前尚未大规模商业化应用，因此碲化镉电池为目前薄膜电池主流技术，是TCO玻璃主要下游应用领域。图表3：碲化镉薄膜电池电池结构图表4：铜铟镓硒薄膜电池结构资料来源：《碲化镉薄膜太阳电池研究和产业化进展》，国盛证券研究所资料来源：《碲化镉薄膜太阳电池研究和产业化进展》，国盛证券研究所2023年03月24日P.5请仔细阅读本报告末页声明在线镀膜成本、能耗更低，为目前主流镀膜工艺。在线镀膜是在超白浮法玻璃生产线锡槽上方安装镀膜设备，在400~700℃温度下于玻璃成型过程中将金属氧化物沉积在玻璃表面，工艺设备相对简单，具备生产效率高、耐久性长等优点，同时利用玻璃成型余温进行镀膜的成本及能耗较低。离线镀膜是将生产好的超白浮法玻璃经过清洗、预加热，再进行镀膜、冷却、刻蚀，在真空条件下完成沉积层，膜层纯度高，可根据用户需求调整工艺参数，产品生产较为灵活，但设备价格较贵，单独镀膜的成本及能耗较高。目前日本板硝子、艾杰旭大连（已被耀皮玻璃收购）、金晶科技均采用在线镀膜工艺。图表5：在线镀膜产线示意图图表6：离线镀膜产线示意图资料来源：《在线Low-E&TCO镀膜玻璃》，国盛证券研究所资料来源：百度图片，国盛证券研究所AZO、ITO光学、导电性能优于FTO，FTO则更具成本优势。从性能来看，ITO和AZO的透过率、导电性能均优于FTO，而FTO的热稳定性、化学耐久性、硬度则为最佳。从成本来看，ITO原料In为稀有元素，在自然界中贮量少，成本较高，AZO原料Zn获取较为容易，成本低廉，FTO位于二者之间，且使用在线镀膜工艺，具备成本优势。图表7：ITO、FTO、AZO性能对比TCO类别ITOFTOAZO材料组成In2O3SnO2ZnO掺杂材料Sn4+F-,Sb5+Al3+,Ga3+,Ba3+,F3+能隙/eV3.5~4.03.8~4.03.3~4.6迁移率/(cm2/Vs)95~13018~3128~120载流子浓度/cm-31.11020~1.410212.71020~1.210211.11020~1.11021电阻率/(Ώcm)4.410-5~210-47.510-5~7.510-46.510-5~5.110-4导电率FTO<AZO<ITO透过率FTO<ITO<AZO等离子体频率FTO<AZO<ITO热稳定性AZO<FTO最低成膜温度ITO<AZO<FTO化学耐久性AZO<ITO<FTO氢等离子体中的稳定性FTO<AZO硬度AZO<ITO<FTO毒性Zn<Sn<In原料成本Zn<Sn<In资料来源：《透明导电氧化物镀膜玻璃的光伏应用前景》，国盛证券研究所综合考虑透光率、导电率及实际生产的温度及成本影响，FTO为TCO玻璃主流路线。2021年全球碲化镉薄膜电池产量8.03GW，占比高达97%。高温碲化镉生产工艺温度在650-750℃，铜铟镓硒为600℃，钙钛矿则为120-130℃，ITO、AZO不耐高温，多在中低温工艺中使用，因此碲化镉的绝对主导决定了FTO为当前主流材料，日本板硝子向FirstSolar提供的TCO玻璃均为FTO。钙钛矿电池生产温度较低，理论上AZO、ITO、FTO均可适用，但由于AZO、ITO稳定性不足，协鑫光电的钙钛矿产线仍使用FTO。2023年03月24日P.6请仔细阅读本报告末页声明图表8：薄膜电池分类占比（单位：GW）图表9：不同路线薄膜电池生产工艺温度（单位：℃）资料来源：CPIA，国盛证券研究所资料来源：《硅酸盐学报》、ACSApplMaterInterfaces、柔性钙钛矿太阳电池研究进展，国盛证券研究所TCO玻璃作为薄膜电池的前电极、支撑材料以及窗口材料，直接影响薄膜电池性能，要求主要包括：1）光伏透射比（透光率）。要求TCO玻璃光伏透射比在82%以上；2）电导率。方块电阻小于12Ω/□，但降低导电率会降低透光率，需实现二者平衡；3）雾度。低于2%，要求TCO薄膜表面平整度高、粗糙度低；4）激光刻蚀性能。薄膜电池通过将大面积薄膜用激光刻画成若干电池条以克服薄膜材料不均匀问题，减少横向电流损失，要求TCO膜层激光刻蚀性能好，不得有薄膜刻不断或刻伤玻璃本体等缺陷。5）高温稳定性。要求TCO玻璃在加热过程中薄膜化学成分、光伏透射比、方块电阻、外观不会有明显变化。6）大面积均匀性。BIPV是薄膜电池重要应用，要求TCO玻璃颜色均匀，不得有干涉条纹、膜层云朵等缺陷。7）低成本。TCO玻璃占薄膜电池总成本的15%~20%，占总成本比重较大，光伏度电成本要求下需降低TCO玻璃的制造成本。图表10：非晶硅/微晶硅太阳能电池成本结构（单位：%）图表11：钙钛矿电池成本结构（单位：%）资料来源：《薄膜太阳能电池用透明导电薄膜技术现状及发展趋势》，国盛证券研究所资料来源：协鑫光电，国盛证券研究所1.2设备投资大、调试成本高，技术难点在于在线镀膜及定制化设计在线TCO镀膜玻璃生产线的功能包括两部分，一是生产超白玻璃，二是进行在线镀膜，难点主要在于：1）产线端：超白浮法玻璃产线作为基础，设备投资较大；2）生产端：在线镀膜难度高，需要大量经验和工艺积累，是核心的技术壁垒，产品性能不佳的调试成本非常高；3）客户端：验证周期长，并且需要根据客户需求进行定制化设计。产线端：超白浮法玻璃相对普通浮法玻璃的生产难度大、原料要求高，在线镀膜设备投资高。超白浮法玻璃需使用超白石英砂作为原料，在配料过程中需对铁含量进行精密管8.03,97.0%0.245,3.0%碲化镉（CdTe）铜铟镓硒（CIGS）650-7506001500100200300400500600700800碲化镉（CdTe）铜铟镓硒（CIGS）钙钛矿生产温度范围其他,1%人工,3%电力,6%性能服务,12%折旧,24%TCO玻璃,21%背板玻璃,9%PVB,9%燃气,7%接线盒,5%靶材,2%其他材料,1%玻璃及其他封装材料,34.0%人工成本,3.1%固定资产折旧,15.5%能源动力,13.4%钙钛矿,3.1%电极材料,30.9%2023年03月24日P.7请仔细阅读本报告末页声明控，同时生产熔化期间的气泡难以消除，产品质量极易受各类因素影响，生产难度较大，具备一定进入门槛。TCO玻璃产线需在超白浮法玻璃产线基础上安装镀膜设备，镀膜设备可自行设计或直接从国外购买，安装后还需对原有产线进行改造调试。从投资额来看，金晶科技单条产线改造金额约1.5亿元，具备资金壁垒。工艺端：在线镀膜难点在于保持薄膜均匀稳定以及提升镀膜效率，产品性能不佳的调试成本较高，需要企业长期工艺和经验的积累。在线镀膜主要采用CVD法，CVD法均匀性、可控性好、生产规模大、成本低、产品经久耐用。以FTO组分为例，由于基底玻璃的成分SiO2折射率约1.55，顶层SnO2功能层的折射率约2.0，折射率差异会导致产品出现色差，并且SnO2晶体颗粒较大会影响膜层附着力，同时高温工艺下玻璃中的钠离子会外溢影响膜层性能，因此在玻璃和功能层间需增加过渡层来起消除色差、增加附着力、阻挡钠离子等作用。从理论角度来看，理想的过渡层是沿膜层方向形成连续渐变状态，以消除层与层之间的突变，从而实现减少光反射损失，并改善透过率。图表12：FTO膜系结构示意图图表13：化学气相沉积反应原理示意图资料来源：《硅酸盐通报》，国盛证券研究所资料来源：《玻璃》，国盛证券研究所玻璃运行速度快、气氛调节难，膜层生长速率在每秒数十纳米以上，且镀膜时气流不稳定、存在横向温差，需要镀膜装置、反应过程与浮法线兼容才可快速均匀镀膜。此外，由于反应物定期会在镀膜器上结灰、结晶，导致膜层缺陷，因此需要定期对镀膜器进行清理才可重新镀膜，在清理期间会产生大量未镀膜原片，需要企业自行优化镀膜工艺并改进设备，才可提升镀膜效率。若膜层质量不佳，产品将降级甚至报废，因此TCO玻璃前期研发、改进的调试成本较高，缺乏下游客户支持的情况下很难实现盈利，只有资金、规模较大的企业具备生产TCO玻璃的基础。图表14：在线Low-E镀膜工艺流程图资料来源：浮法玻璃在线镀膜技术现状与发展、国盛证券研究所2023年03月24日P.8请仔细阅读本报告末页声明客户端：验证周期长，需要根据客户需求进行定制化设计。以FirstSolar和日本板硝子合作为例，FirstSolar对TCO玻璃供应商的认证时间长达12个月，并且供应商需要不断改进流程、工艺和方法，板硝子从2012便根据FirstSolar的需求参与其SQCI流程，根据我们调研反馈，国内TCO玻璃的验证周期也在6个月以上。此外，由于薄膜电池产业链较为封闭，同时薄膜电池的膜层元素掺杂相对灵活，因此不同薄膜电池企业的膜系材料存在差异，需要TCO玻璃供应商与其共同配套研发，尤其是钙钛矿领域，需要针对客户膜系结构调整过渡层和功能层的组分，提供定制化的产品，以实现最优的转换效率。2、龙头扩产、BIPV、钙钛矿三重催化，打开TCO玻璃空间三重利好催化下，薄膜电池重回大众视野，TCO玻璃需求有望快速提升：1）传统薄膜电池企业强势扩产，FirstSolar计划2025年将产能扩张至20GW以上；2）国内BIPV渗透率快速提升，预计2025年建筑立面薄膜电池装机量可达3.5GW；3）钙钛矿电池正在向商业化应用迈进，国内厂商远期产能规划在26.4GW以上。2.1薄膜电池发展缓慢，TCO玻璃需求受限TCO玻璃作为薄膜电池的基底，需求与薄膜电池发展密切相关，而薄膜电池在与晶硅电池的竞争中落后，致使TCO玻璃逐步淡出视野。我们认为效率提升缓慢以及晶硅成本大幅降低是薄膜电池在1980-1990年和2000-2010年间失利的原因，近年来发展缓慢主要为产业链较为封闭，参与者较少，目前全球仅FirstSolar可进行大规模生产。1980年至今，薄膜电池共经历了两轮由盛转衰的变革。1）1980-1990年：光伏电池行业整体技术尚未成熟，硅基薄膜电池1989年市占率一度超过30%，但由于效率、稳定性一直未有显著改善，在新技术迭代下市占率逐步下滑。2）2000-2010年：2000年起德国大力发展太阳能技术，FirstSolar于2004年实现低成本碲化镉量产突破，同期多晶硅价格大幅上涨，薄膜电池迎来快速发展良机，2009年市占率超过15%，但随着晶硅大幅降价，而薄膜电池效率提升缓慢，市场空间被不断挤压，根据CPIA数据显示，2021年薄膜电池市占率仅3.8%。图表15：1980-2021年单晶硅、多晶硅、薄膜电池占比（单位：%）资料来源：FraunhoferISE、国盛证券研究所薄膜多晶硅单晶硅2023年03月24日P.9请仔细阅读本报告末页声明薄膜电池理论转换效率高，但实际转换效率提升缓慢。薄膜电池中碲化镉、铜铟镓硒、单结钙钛矿的理论转换效率均在30%以上，高于晶硅电池，但根据NREL统计，目前碲化镉、铜铟镓硒、单结钙钛矿电池的实验室最高转换效率分别为23.4%、22.1%、25.7%，而晶硅电池中HJT、TOPCon、IBC的平均转换效率分别为24.2%、24.0%、24.1%，薄膜电池的转换效率提升缓慢，导致其在与晶硅电池竞争中逐步落后。图表16：不同电池理论转换效率（单位：%）资料来源：聆达股份向特定对象发行股票募集说明书(修订稿)、钧达股份发行人和保荐机构关于反馈意见之回复报告(修订稿)、成都中建材、PVmagazine、英国皇家化学学会、国盛证券研究所图表17：不同电池实验室、量产转换效率发展图（单位：%）资料来源：NREL，国盛证券研究所多晶硅价格大幅下降，薄膜电池成本优势不再。2003年德国EEG法案出台后，全球多晶硅持续紧缺，进口多晶硅价格由不到25美元/kg上涨至2008年的近250美元/kg，在晶硅电池成本上涨下薄膜电池快速崛起。而受美国次贷危机、欧洲光伏新增装机量放缓、全球多晶硅产能扩张影响，多晶硅价格2009年跌至50～60美元/kg。随后在多晶硅产能集中释放、下游电池组件价格下跌传导以及海外企业的低价竞争策略下，多晶硅价格一路下行，2012年底跌至15美元/千克，薄膜电池的成本优势也不复存在。24.5%28.7%28.5%29.1%33%33%33%45.1%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%PERCTOPConHJTIBC碲化镉铜铟镓硒单结钙钛矿晶硅钙钛矿叠层理论转换效率极限2023年03月24日P.10请仔细阅读本报告末页声明图表18：进口价格多晶硅:当月值（单位：美元/千克）图表19：出口价格多晶硅:当月值（单位：美元/千克）资料来源：海关总署，国盛证券研究所资料来源：海关总署，国盛证券研究所较为封闭的产业链和较少的参与者是薄膜电池近年发展缓慢的关键。目前碲化镉为主流薄膜电池，国内龙焱能源、成都中建材和中山瑞科从事相关产业化研发，但生产规模较小，SolarFrontier于2021年底宣布停产，目前全球仅FirstSolar公司具备大规模生产能力，2021年FirstSolar薄膜电池产量7.9GW，占全球产量的95.4%。薄膜电池的生产流程决定了其技术由一家企业完全掌握，因此产业链较为封闭，同时在晶硅挤压下薄膜电池厂商逐步倒闭退出，缺乏有力竞争者下FirstSolar几乎实现垄断，并对美国小型碲化镉企业进行收购扼杀，凭借美国、印度市场壁垒进行生存，使得整体发展非常缓慢。图表20：全球及FirstSolar薄膜电池产能（单位：GW）图表21：全球及FirstSolar薄膜电池产量（单位：GW）资料来源：FirstSolar、CPIA、前瞻产业研究院、国盛证券研究所资料来源：FirstSolar、CPIA、国盛证券研究所图表22：FirstSolar薄膜电池生产技术图表23：晶硅电池生产技术资料来源：FirstSolar、国盛证券研究所资料来源：FirstSolar、国盛证券研究所薄膜电池竞争失利下，玻璃厂商停止TCO玻璃生产。2010年前后，国内旗滨集团、南0501001502002502002/012003/012004/012005/012006/012007/012008/012009/012010/012011/012012/012013/012014/012015/012016/012017/012018/012019/012020/012021/012022/01进口价格:多晶硅:当月值0501001502002002/012003/012004/012005/012006/012007/012008/012009/012010/012011/012012/012013/012014/012015/012016/012017/012018/012019/012020/012021/012022/01出口价格:多晶硅:当月值2.83.22.33.05.56.37.99.39.09.011.010.010.70%10%20%30%40%50%60%70%80%0246810122015201620172018201920202021FS产能全球薄膜产能占比2.53.12.32.75.76.17.94.44.93.73.76.16.58.30%20%40%60%80%100%120%01234567892015201620172018201920202021FS产量全球薄膜产量占比2023年03月24日P.11请仔细阅读本报告末页声明玻A、安彩高科、秀强股份等企业均有TCO玻璃产能建设计划，但因薄膜电池在与晶硅电池竞争中失利，TCO玻璃需求锐减，各企业均停止TCO玻璃生产，将产线用于其他玻璃制品生产，TCO玻璃也随即进入蛰伏期。2.2Firstsolar：强势扩产，TCO玻璃需求大幅提升FirstSolar强势扩产，带动TCO玻璃需求提升。目前碲化镉电池占美国公用事业约40%左右市场，FirstSolar作为全球薄膜电池龙头企业，其计划增加32亿美元制造投资，2025年薄膜电池产能提升至20GW以上，美国另一薄膜电池企业ToledoSolar目前产能100MW，计划2027年产能扩张至2.8GW。随着FirstSolar为代表的薄膜企业大规模扩产，TCO玻璃需求也将大幅增长。图表24：FirstSolar2021-2025年产能规划（单位：GW）资料来源：FirstSolar财报、国盛证券研究所（注：2023年产能规划为FirstSolar销量指引）2.3BIPV：“双碳”政策下渗透率提升，拓宽薄膜电池应用空间光电建筑指具备光伏发电功能的建筑，光伏与建筑结合主要有后置式光伏发电屋面系统（BAPV）和光伏建筑一体化（BIPV）。BAPV是将光伏系统附着在建筑上，采用特殊支架将光伏组件固定于原有建筑结构表面，主要功能是发电，不破坏或削弱原有建筑物的功能。BIPV则是将光伏产品集成到建筑上，与建筑物同时设计、施工、安装，为构件型、建材型光伏建筑，同时具备发电、建筑构件和建筑材料功能。图表25：BIPV示意图图表26：BAPV示意图资料来源：绿建节能方向标、国盛证券研究所资料来源：绿建节能方向标、国盛证券研究所7.99.411.81620051015202520212022E2023E2024E2025EFS产能2023年03月24日P.12请仔细阅读本报告末页声明BIPV材料成本更低，但施工成本更高，适用于新建建筑或拆除成本较低的存量建筑中。以某钢结构厂房为例，BIPV相比BAPV可节约材料164元/m2，中长期来看BIPV使用寿命更长、经济性可观，但在实际建造及运行中，由于BIPV结构复杂，安装维护技术难度大，而BAPV即使没有光伏功能建筑也可正常运行，因此BIPV总成本远高于BAPV。因此在复杂的存量项目中，BAPV具有施工成本优势，而彩钢板屋顶等拆除工程成本较低的项目以及农村、工商业、公用事业新建项目中，BIPV更具成本优势。BIPV相比BAPV具备美观优势，未来随着建设成本、光电效率、可靠性优化将成为光电建筑主流。图表27：某钢结构厂房BAPV与BIPV系统成本分析对比项BAPV系统BIPV系统铝镁锰屋面板直立锁边铝镁锰屋面板和铝合金T型支座，约200元/m2无系统支架配件夹具、导轨、固定件等，约0.3元/W120W/m2=36元/m2配套轻钢檩条、铝合金压条、橡胶密封条、固定件等，约0.6元/W120W/m2=72元/m2光伏发电组件单元板光伏发电板和铝合金边框，约2.8元/W120W/m2=336元/m2光伏发电板和铝合金边框，约2.8元/W120W/m2=336元/m2综合造价（材料价）铝镁锰屋面板+系统支架配件+光伏发电组件单元板=572元/m2系统支架配件+光伏发电组件单元板=408元/m2使用寿命约20年使用寿命不小于50年结论采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料164元/m2资料来源：《光电建筑的技术发展与市场前景分析》，国盛证券研究所BIPV包括晶硅组件以及薄膜组件，晶硅更适合用于屋顶，薄膜更适用于建筑立面。晶硅发电效率优于薄膜，但色彩一致性较差，建筑屋顶太阳辐射强度最高，且不会对建筑产生美学影响，适用晶硅组件。薄膜电池色彩丰富，可满足建筑外观需求，同时具备更佳的弱光性和温度系数，适合在建筑立面使用。根据Bipvboost数据显示，2018年屋顶中晶硅电池占比90%，薄膜电池占比10%，而在建筑立面中，薄膜电池占比56%，晶硅电池占比44%，在建筑立面中薄膜电池更具应用前景。图表28：屋顶BIPV电池应用占比图表29：立面BIPV电池应用占比资料来源：Bipvboost、国盛证券研究所资料来源：Bipvboost、国盛证券研究所光伏建筑相关政策持续推出，BIPV发展潜力巨大。在双碳目标指引下，建筑业节能减排势在必行，光伏建筑一体化是建筑业降低能耗及碳排放量的重要途径。2022年以来政策密集发布，住建部《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》指出，2025年完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上，建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上，全国新增建筑太阳能光伏装机容量0.5亿千瓦以上，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，建筑能耗中电力消费比例超过55%，《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中指出新建建筑应安装太阳能系统。在政策支持下，BIPV稳步推进，发展潜力巨大。90%10%晶硅电池薄膜电池44%56%晶硅电池薄膜电池2023年03月24日P.13请仔细阅读本报告末页声明图表30：2021年以来BIPV政策发布时间发布部门政策名称重点内容解读2022年8月工信部等五部门《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》推进新建厂房和公共建筑开展光伏建筑一体化建设。2022年8月发改委、中科院、能源局等九部门《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》研究光储直柔供配电关键设备与柔性化技术，建筑光伏一体化技术体系，区域-建筑能源系统源网荷储用技术及装备。2022年6月住建部、发改委《城乡建设领域碳达峰实施方案》推进建筑太阳能光伏一体化建设，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%；推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统。加快智能光伏应用推广；大力推动农房屋顶、院落空地、农业设施加装太阳能光伏系统。2022年3月住建部《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》到2025年，完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上，建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上，全国新增建筑太阳能光伏装机容量0.5亿千瓦以上，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，建筑能耗中电力消费比例超过55%。2022年1月国务院《“十四五”节能减排综合工作方案》全而提高建筑节能标准，加快发展超低能耗建筑，积极推进既有建筑节能改造、建筑光伏一体化建设。2021年10月中共中央、国务院《关于推动城乡建设绿色发展的意见》大力推动可再生能源应用，鼓励智能光伏与绿色建筑融合创新发展。2021年10月住建部《建筑节能与可再生能源利用通用规范》要求新建建筑安装光伏系统，且使用寿命应高于15年，同时，太阳能光伏发电系统中的光伏组件设计使用寿命应高于25年。2021年10月中共中央、国务院《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意见》开展建筑屋顶光伏行动.大幅提高建筑采暖、生活热水、炊事等电气化普及率。2021年10月国务院《2030年前碳达峰行动方案》深化可再生能源建筑应用，推广光伏发电与建筑一体化应用。提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。到2025年，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。2021年6月住建部、工信部、科技局等15部门《关于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，降低传统化石能源在建筑用能中的比例。2021年6月国家能源局《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%；学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%；工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%；农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。资料来源：政府官网、公开资料整理、国盛证券研究所测算得2025年立面BIPV装机量约3.5GW。住宅采光要求较高且窗户较多，不宜在立面安装光伏组件，而公用建筑及商业建筑屋顶可利用面积较少，立面多为玻璃幕墙或大面积实墙面，适合安装光伏组件。建筑绝大多数为南北朝向，因此北立面不适合安装光伏系统，根据国家住宅工程中心计算，南、东、西立面的综合日照面积系数约为0.28，墙面安装面积系数为0.4，幕墙安装面积系数为0.64。按公用建筑及商业建筑每年10亿平竣工面积，容积率2.0计算，每年立面可安装光伏面积约2.0亿平，假设2025年单位面积发电功率约180W/平，BIPV在立面渗透率达10%，则对应装机量约3.5GW。图表31：2021-2025年立面BIPV装机量测算项目2021E2022E2023E2024E2025E公共建筑及商业建筑竣工面积（亿平）6.77777容积率22222玻璃幕墙占比41%41%41%41%41%立面日照面积系数0.280.280.280.280.28墙面安装面积系数0.400.400.400.400.40幕墙安装面积系数0.640.640.640.640.64可安装面积（亿平）1.92.02.02.02.0单位面积发电功率（W/平）150158165173180渗透率1%3%6%8%10%立面BIPV装机量（GW）0.31.01.82.63.5资料来源：《设计前期建筑光伏系统安装面积快速估算方法》、中国幕墙网、Wind、国盛证券研究所测算以中建材系为代表的薄膜电池厂商产能扩张，TCO玻璃需求提升。目前国内碲化镉电池2023年03月24日P.14请仔细阅读本报告末页声明厂商主要为龙焱能源、中山瑞科以及中建材系企业，在产产能分别为130、100、400MW，其中龙焱能源计划2023年将产能提升至330MW，2024年达到630MW，中山瑞科规划未来将产能提升至1GW，中建材系企业一期规划扩产产能共计1.5GW，二期共计3GW。图表32：国内薄膜电池厂商现有产能及未来扩产规划类别公司现有产能（MW）扩产规划碲化镉龙焱能源1302023年产能提升至330MW，2024年达到630MW。碲化镉中山瑞科100规划新建5条年产能共计1GW的生产线。碲化镉成都中建材100碲化镉邯郸中建材100二期规划年产200MW产线，合计300MW。碲化镉佳木斯中建材100一期100MW产线2022年8月投产，二期规划200MW。碲化镉瑞昌中建材100一期100MW产线2022年9月投产，二期规划200MW。碲化镉蚌埠中建材项目分两期，每期投资20亿元建设年产300MW产线。碲化镉株洲中建材一期投资18亿元建设年产300MW产线，共规划建设1GW产线，投资70亿元。碲化镉雅安中建材一期建设年产300MW产线，项目总规划建设年产600MW产线，总投资30亿元。碲化镉凯盛科技集团项目位于莱西，一期投资20亿元建设年产300MW产线，项目总规划建设年产600MW产线，总投资40亿元。碲化镉泰州中建材首期规划两条年产100MW产线，项目总规划1GW，总投资50亿元。碲化镉定西中建材一期100MW产线正在建设中。资料来源：各企业官网、各企业微信公众号、公开资料整理、国盛证券研究所2.4钙钛矿：光伏电池革命，向产业化应用迈进2.4.1新一代太阳能电池，效率、成本优势突出钙钛矿电池是一类使用具有钙钛矿晶体结构的ABX3型卤化物材料作为吸收层的太阳电池的总称。2009年日本首次将钙钛矿材料MAPbX3用做敏化剂引入染料敏化电池，制备出首块钙钛矿太阳电池，转换效率为3.8%，但基于染料敏化电池结构制备的钙钛矿电池寿命很短，2012年以Spiro-MeOTAD为空穴传输材料的全固态介孔型异质结太阳电池实现9.7%的转换效率，稳定性显著提高，自此钙钛矿电池独立成为一类新型光伏电池。图表33：ABX3型钙钛矿结构图表34：全固态介孔型太阳电池及其截面的介孔结构资料来源：中国建材报、国盛证券研究所资料来源：《钙钛矿太阳电池活性层调控、界面修饰及机理研究》、国盛证券研究所钙钛矿电池主要包括：1）透明电极（TCO），接收从电池中传输的电子或空穴；2）电子传输层（ETL），完成电子传输同时阻止空穴向阴极传输，空穴传输层（HTL），完成空穴传输同时阻止电子向阳极传输，二者对电池性能提升作用极大；3）钙钛矿光吸收层，吸收光子生成载流子；4）金属电极，用于接收电子或空穴的电极结构。从钙钛矿电池分类来看，吸收材料被包含在介孔材料层孔隙中的被称为介孔结构，其他则为平面结构，介孔支架材料通常为TiO2，需要400℃-500℃高温烧结，不适合大规模制造，平面结构可2023年03月24日P.15请仔细阅读本报告末页声明低温制备，适合大规模制造，平面型钙钛矿电池根据光入射路径分为正型结构和反型结构，光通过透明电极进入电子传输层时则为正型结构，进入空穴传输层时则为反型结构。图表35：钙钛矿电池结构与分类以及工作原理资料来源：《高效稳定钙钛矿太阳能电池的缺陷及界面调控》、《高质量钙钛矿薄膜的合成、加工及应用研究》、国盛证券研究所参考协鑫100MW钙钛矿产线，主要由PVD设备、涂布设备、激光设备、封装设备构成，封装设备与晶硅通用，PVD、涂布设备可参照TFT制程。PVD设备共有3道，包括阳极缓冲层、阴极缓冲层、背电极；涂布设备1道，即钙钛矿涂布；激光设备4道。生产中首先输入TCO玻璃，用PVD设备镀阳极缓冲层，然后由激光P1进行划线，随后进行钙钛矿涂布的结晶。接着PVD第二道设备开始镀阴极缓冲层，再进行激光P2划线，完成后镀背电极进行激光P3划线，随后进行激光P4划线，最后进行封装。图表36：100MW钙钛矿产线生产设备及工艺流程资料来源：华尔街见闻《下一个光伏降本革命：钙钛矿商业化来了？》、国盛证券研究所钙钛矿光电性能优异，电池转换效率提升日新月异。钙钛矿电池发展速度极快，单结转换效率由2009年的3.8%提升至目前的25.7%，超过其余电池累积数十年的研究，其较高的转换效率以及较快的提升速度主要源于：➢高吸收系数。光吸收是指光在样品中传播强度随传播距离而减弱的现象，吸收系数与材料厚度成反比，与吸光度成正比，钙钛矿材料在厚度百纳米时吸收系数就达到105cm-1，可实现对光的全吸收，而碲化镉、铜铟镓硒达到相同吸收系数的厚度需2产线设备设备涂布设备激光设备封装设备阳极缓冲层阴极缓冲层背电极钙钛矿涂布激光激光激光激光输入：玻璃、缓冲层材输入：缓冲层材输入：背电极材输入：钙钛矿输入：背板玻璃、胶膜、接线2023年03月24日P.16请仔细阅读本报告末页声明μm，硅材料则需200μm。➢长载流子扩散长度。钙钛矿载流子迁移率大以及载流子寿命长，光电转化效率更高。➢浅缺陷能级。单晶硅电池要求硅纯度大于99.9999%，而钙钛矿只要求PbI₂纯度大于99%，主要在于ABX3结构的钙钛矿材料主导缺陷为浅能级，对载流子寿命影响较低，进而使其具有较大的扩散长度。➢可调的带隙。钙钛矿组分高度可调，带隙可在1.2~2.3eV范围内任意调节，不同带隙和组分的钙钛矿材料光学性能差异大，较高的灵活性使得钙钛矿效率提升极快。图表37：2013年以来单结钙钛矿电池转换效率测试时间机构效率(%)面积（cm2）2013/5/1EPFL14.10.2092013/12/1KRICT17.90.09382014/4/1KRICT17.90.09372014/11/1KRICT20.10.09552015/2/1NIMS151.0172015/6/1NIMS15.61.022015/12/1KRICT/UNIST20.10.09552016/3/1KRICT/UNIST22.10.09462016/3/1KRICT/UNIST19.70.99172017/7/1KRICT22.70.09352017/7/1KRICT20.90.9912018/5/18ISCAS,Beijing23.30.0742018/9/1ISCAS,Beijing23.70.07392019/1/1KRICT/MIT24.20.09552019/6/1ANU21.61.02352019/7/1KRICT/MIT(tiedw/KoreaU)25.20.09372020/7/28UNIST25.50.0952021/12/3UNIST25.70.096资料来源：NREL、国盛证券研究所钙钛矿成本优势突出。根据协鑫纳米CEO范斌在《能镜》沙龙上的分享，协鑫100MW产线组件量产成本约0.9元/W，为PERC的71.4%，TOPCon/HJT的63%，预计1GW产线组件量产成本低于0.8元/W，若组件效率达到17%，电池规格达到2.4m²，组件成本将降至0.7~0.75元/W，约为PERC的60%，TOPCon/HJT的52%。钙钛矿的成本优势主要源于：➢生产流程短。目前协鑫100MW钙钛矿工厂，从输入玻璃、胶膜、材、化工原料到组件成型仅需45分钟，而晶硅从硅料到组件完工需3天以上。更短的生产流程带来更低的产线投资成本。以纤纳光电为例，目前20MW产线投资额为5050万元，新建100MW产线投资额为1.21亿元，协鑫预计1GW产线投资额约5亿元，低于晶硅9.6-12亿元的投资额。➢原料成本低。钙钛矿材料来源丰富、成本低，且材料配方可调，比例选择空间大，对比晶硅电池要求使用99.9999%高纯硅，钙钛矿材料纯度要求99%以上即可，材料成本仅占成本的5%。➢生产能耗低。钙钛矿生产温度在150℃以下，生产能耗约0.12kWh/W，而晶硅铸锭和拉晶环节都需1500℃以上高温，生产能耗达1.52kWh/W，生产能耗差距显著。2023年03月24日P.17请仔细阅读本报告末页声明图表38：纤纳光电不同钙钛矿产线建设成本对比（单位：万元）图表39：钙钛矿相比晶硅生产流程更短资料来源：巨化控股有限公司、国盛证券研究所资料来源：能镜、国盛证券研究所图表40：不同技术光伏组件产线投资额情况PERCTOPConHJT铜铟镓硒碲化镉钙钛矿原材料充足充足充足稀有元素稀有、剧毒元素充足能耗回收期3.5年2.3年1.6年0.17年生产能耗1.52kWh/W//0.12kWh/W硅料成本（亿元/GW）3.45（1GW对应3000吨硅料）///硅片成本（亿元/GW）4///设备投资（亿元/GW）1.5-1.62-2.54///组件投资（亿元/GW）0.63///产线总投资（含原料，亿元/GW）9.610-10.61225（ManzTurnkey整线价）50（Turnkey整线价）5（含原材料）组件价格（元/W）1.51-1.61.7-1.851.85-2.277-8412021年平均度电成本（元/kWh,20年折旧）0.35-0.40.45〜0.50.7-1.4（分布式）0.3（10年折旧）；0.23（20年折旧）资料来源：巨化控股、国盛证券研究所2.4.2大面积制备工艺及电池稳定性尚需提升大面积组件商业化生产尚需攻坚，电池稳定性不足导致寿命仍需提升。目前钙钛矿较高的认证效率均在1cm2以下的小面积实现，目前极电光能研发的809.8cm²大尺寸钙钛矿光伏组件转换效率达到19.9%。这是行业内大尺寸钙钛矿组件效率的最高纪录，但与晶硅电池相比仍有差距。当前钙钛矿T80（效率下降到初始值的80%）时间约4000小时，与晶硅电池25年的理论寿命相比有很大差距。3004507505006003000305095751900005000100001500020000250003000020MW100MW1GW合成系统封装系统钙钛矿产线设备基建2023年03月24日P.18请仔细阅读本报告末页声明图表41：不同公司在钙钛矿电池领域商业化进展公司年份组件面积(cm2)组件效率效率测试机构松下202080217.90%日本产业技术综合研究所东芝201870311.70%日本产业技术综合研究所东芝201827717.30%Newport纤纳光电20212020.20%中国计量院纤纳光电2021///纤纳光电202219.3521.80%JET协鑫纳米2019130013.50%德国莱茵TüV万度光能20183600//极电光能202163.9820.50%JET极电光能202275618.20%JET极电光能2023809.8019.90%JET众能光电202046.218.07%德国莱茵TüV众能光电202361.5820.08%德国莱茵TüV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》、各公司微信公众号、国盛证券研究所大面积制备难点在于控制钙钛矿薄膜的均匀性，电池效率和稳定性均有下降。目前实验室采用旋涂法制备钙钛矿电池，其操作简单、成膜速度快、重复性好，但无法实现大规生产所需的大面积、低成本等要求。目前，钙钛矿电池大面积制备技术可分为：（1）基于涂布法可分为刮刀涂布法、狭缝涂布法和丝网印刷法；（2）由喷头内的压力带动钙钛矿前驱体喷出，在基底上形成一层薄膜，可分为喷涂法和喷墨打印法；（3）软膜覆盖法；（4）基于固态材料的气象沉积技术。大面积钙钛矿太阳能电池的光电转换效率与旋涂法相比仍存在差距。图表42：大面积钙钛矿薄膜制备技术对比制备方法优点缺点刮刀涂布法易于大面积制备，无需复杂设备利用率低，敞开环境均一性差狭缝涂布法易于大面积制备，成产效率较高对设备精确度要求较高丝网印刷法易于大面积制备，涂覆过程简单利用率低，对丝网精度要求较高喷涂法易于大面积制备，喷涂过程简单利用率低，可重复性较差喷墨打印法材料利用率高，实现定制化生产设备要求高、生产效率低，难以控制结晶软膜法可大面积制备，无需材料利用率低，生产效率低气相沉积法薄膜质量较高，可精准调控生产效率低，成本高资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》、国盛证券研究所影响钙钛矿电池稳定性的因素包括钙钛矿材料及各功能层的稳定性，以及离子迁移等。1）钙钛矿材料，主要受水氧、加热或温度变化和光照条件等影响，现有材料体系大部分含甲胺，甲胺热稳定性较低，在80℃时甲胺分子会离开钙钛矿膜层，导致钙钛矿的降解和失效；2）传输层，金属氧化物在光照下会产生光生空穴并催化钙钛矿材料，加速钙钛矿材料分解和器件的老化；3）电极材料，金属原子易扩散到钙钛矿层中，引起钙钛矿材料分解，且光伏效应形成的内建电场会加剧原子扩散，同时钙钛矿材料中的卤素离子会扩散到金属电极，造成器件性能的衰减。4）离子迁移，钙钛矿材料容易发生离子迁移，可以导致点缺陷或杂质的聚集，造成材料相分离、器件性能衰减和J-V曲线滞后。目前主要有三种方法可提升钙钛矿电池稳定性：（1）提升器件内部稳定性，包括提升钙钛矿材料的稳定性、优化传输层和电极材料的稳定性、增加缓冲层等；（2）后处理钝化，在钙钛矿薄膜制备完成后进行后处理，钝化钙钛矿表面和晶界中的缺陷，提升器件效率；（3）采用封装工艺隔绝外部因素影响，进一步提升器件稳定性。2023年03月24日P.19请仔细阅读本报告末页声明图表43：水分子催化CH3NH3PbI3分解的机理图图表44：温度对钙钛矿材料稳定性的影响资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》、国盛证券研究所资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》、国盛证券研究所图表45：光照对钙钛矿材料稳定性影响图表46：电极材料对稳定性的影响资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》、国盛证券研究所资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》、国盛证券研究所2.4.3钙钛产能大幅扩张，为TCO玻璃打开增长空间钙钛矿产能扩张如火如荼，TCO玻璃需求显著增长。截至2023年3月17日，钙钛矿在产产能约380MW，多数仍为中试阶段，国内协鑫光电、纤纳光电、极电光能、万度光能、众能光储、金昌鑫磊鑫等均有GW级产能规划，远期产能合计超过28.5GW，约为目前全球薄膜电池产能的3倍，在钙钛矿产能大幅扩张下，TCO玻璃需求将显著增加。2023年03月24日P.20请仔细阅读本报告末页声明图表47：厂商单结钙钛矿电池扩产规划（截至2023年3月17日）企业目前产能规划备注协鑫光电100MW2021年100MW产线建成，未来将有GW级生产线落地。无限光能10MW100MW2022年底完成10MW试验线建设，100MW中试线设计和设备采购正在进行中。极电光能150MW10GW150MW产线于2022年12月8日正式投产投产，预计在2023年底实现产线满产，2023年启动GW级量产线的建设，2026年建成10GW的产能。万度光能10GW投资60亿元，一期建设1条200MW级产线，成功后扩充至10GW。纤纳光电100MW5GW投资54.6亿元，规划5GW产线。众能光储2.2GW在建200MW钙钛矿产线，未来希望投建2.2GW钙钛矿产线。光晶能源10MW100MW2023年投建60cm×120cm组件100MW中试线，2024年目标产线量产。大正微纳10MW100MW10MW柔性钙钛矿光伏组件产线正式量产，投资2亿元将产能扩大到100MW。金昌鑫磊鑫1GW投资10.36亿元建设1GW钙钛矿薄膜光伏组件生产基地项目，年产值超10亿元。宁德时代钙钛矿光伏电池研究顺利，正在搭建中试线。合计380MW28.5GW资料来源：各公司公告、公开资料整理、国盛证券研究所2023年03月24日P.21请仔细阅读本报告末页声明3、FirstSolar扩产带来供需缺口，国内薄膜电池放量更需定制化产品配套3.1三重共振催化TCO玻璃需求，2025年全球用量或超1.4亿平FirstSolar扩产+BIPV+钙钛矿三重催化，TCO玻璃需求大幅提升，测算得2025年全球TCO玻璃需求超1.4亿平。1）碲化镉：海外FirstSolar扩产，2025年产能20GW，按照22%转换效率计算，预计TCO玻璃用量超9000万平。国内中建材等企业假设3GW出货量，目前产线转换效率在16%以上，按照2025年18%的转换效率估算，对应TCO玻璃需求在1600万平以上。2）钙钛矿：国内钙钛矿电池正在逐步向商业化迈进，根据目前厂商扩产规划，假设2025年有1GW出货量，考虑到大面积钙钛矿尚在验证阶段，假设2025年大面积组件转换效率15%，对应钙钛矿用TCO玻璃需求600万平。图表48：TCO玻璃需求测算20212022E2023E2024E2025E薄膜电池扩产规划（GW）海外FirstSolar-碲化镉7.99.411.21620ToledoSolar-碲化镉0.10.10.61.11.6国内碲化镉0.130.5123钙钛矿0.10.51合计0.130.51.12.54转换效率FirstSolar19%19%20%21%22%ToledoSolar16%16%17%17%18%国内碲化镉16%16%17%17%18%钙钛矿8%10%13%15%TCO用量（万平/GW）FirstSolar526.3526.3500.0476.2454.5ToledoSolar625.0618.0595.7574.9555.6国内碲化镉625.0618.0595.7574.9555.6钙钛矿1250.0967.7789.5666.7TCO玻璃需求（万平）FirstSolar4157.94947.45600.07619.09090.9ToledoSolar62.561.8357.4632.4888.9国内碲化镉81.3309.0595.71149.91666.7钙钛矿96.8394.7666.7国内需求（万平）81.3309.0692.51544.62333.3全球合计（万平）4382.95627.27342.411340.714646.5资料来源：国盛证券研究所测算3.2海外市场存在供需缺口，国内薄膜电池放量更需定制化产品配套TCO玻璃需与薄膜电池厂商长期配套调试，验证周期长且客户粘性高，定制化属性突出，如FirstSolar与板硝子几乎形成一对一专供模式。但FirstSolar产能扩张下板硝子供给存在不足，金晶科技或将填补部分缺口。国内碲化镉电池主要供应商为大连旭硝子（耀皮玻璃）以及金晶科技，钙钛矿电池目前尚未大规模应用，技术路线仍在探索中，并且钙钛矿电池的材料的选择更灵活，TCO玻璃定制化的属性将更加凸显，金晶科技、耀皮2023年03月24日P.22请仔细阅读本报告末页声明玻璃具有先发优势。国外市场来看，FirstSolar扩产下板硝子供应存在不足，金晶科技有望填补缺口，供货份额提升核心在于性能和成本。板硝子目前共有3条TCO玻璃产线（2条越南+1条美国），新建马来西亚产线预计将于2024年3月投产，扩产速度不及FirstSolar，因此FirstSolar需要新供应商来填补缺口。金晶科技与FirstSolar长期合作配套研发，2018年双方签订十年供货协议，目前共有3条TCO玻璃产线（2条国内+1条马来西亚），计划2023年于国内新增1条TCO玻璃改造产线，可填补板硝子供应缺口。目前金晶科技TCO玻璃性能与板硝子NSGTEC7系以前产品接近，未来在性能上仍有较大的提升空间，供货份额提升的核心在于产品性能的提升以及考虑海运费用下能否具备成本优势。图表49：FirstSolar产能布局以及板硝子、金晶科技TCO玻璃产线布局资料来源：FirstSolar官网、板硝子官网、金晶科技公众号、国盛证券研究所图表50：板硝子及金晶科技TCO玻璃产品技术对比产品厚度（mm）透射率（%）雾度（%）面电阻（Ω/□）金晶科技普玻TCO玻璃3.2、4.0≥80＞10＜8金晶科技超白TCO玻璃3.2、4.0≥80-81＞12＜8NSGTEC53.28055NSGTEC72.2、3.0、3.280-81.5＜26-8NSGTEC102.2、3.283-84.5≤19-11NSGTEC151.3、1.6、1.8、2.2、3.0、3.2、4.083-84.5≤0.512-14NSGTEC155.0、6.0、8.0、10.082-83≤0.512-14NSGTEC50680-85≤0.5543-53NSGTEC703.2、4.082-840.558-72NSGTEC1003.2、4.083-840.5125-145NSGTEC2503.2、4.084-850.7260-325NSGTEC10003.2880.51000-3000资料来源：金晶科技官网、板硝子官网、国盛证券研究所目前国内TCO玻璃可供企业较少，主要为金晶科技以及耀皮玻璃（2022年底收购艾杰旭大连），主要原因有三：1）TCO玻璃技术难度大，认证周期长，需要下游客户进行配套合作研发。根据我们草根调研，无相关基础的玻璃企业从研发到批量供货需耗时2-3（美国）：号工厂产能，计划扩张至号工厂，年上半年投产；号工厂，年投产；板硝子：条玻璃产线于年月开始运行（印度）：座工厂建设中，预计年下半年开始运，产能（越南）：座工厂，现有产能板硝子：年月条玻璃产线正式运行（马来西亚）：座工厂，现有产能板硝子：条玻璃产线建设中，预计年月生产金晶科技：条玻璃产线四度投产金晶科技：现有条玻璃产线，年新增条改造线2023年03月24日P.23请仔细阅读本报告末页声明年。2）国内薄膜电池市场尚未放量。国内旗滨集团、南玻A等企业在2010年前后均有TCO玻璃规划，但因国内碲化镉企业产能较小，钙钛矿尚未放量，目前并未生产TCO玻璃。3）海外供应商板硝子并未对国内供货。板硝子在国内未设工厂，海运下国内企业采购的成本较高，并且板硝子主供FirstSolar并签订长期合作协议，国内企业难以买到高端的TCO玻璃。目前国内金晶科技和耀皮玻璃是TCO玻璃的主要供应商。未来随着薄膜电池放量，TCO玻璃定制化的属性将使具备先发优势的企业更为受益。一方面，碲化镉企业仍在不断提升自身转换效率，对TCO玻璃的性能要求将持续提升。另一方面，目前钙钛矿电池的技术路线仍在探索中，各家钙钛矿企业的生产工艺、材料选择尚未定型，TCO玻璃企业需要与钙钛矿客户共同配套研发，根据其工艺、材料提供定制化的产品，具备先发优势的企业将大为受益。金晶科技与FirstSolar合作超10年，于2022年5月建成首条TCO玻璃产线，并且与纤纳光电签订战略合作协议，协议约定未来纤纳光电每增加1GW钙钛矿电池产能规划，金晶科技需配套不低于500万平米/年TCO玻璃产能。耀皮玻璃2010年开始TCO玻璃研发，2015年已有产品销售，2022年12月收购国内最早实现TCO玻璃商业化生产的艾杰旭特种玻璃（大连）产线，进一步增强TCO玻璃领域实力。图表51：国内厂商TCO玻璃技术储备情况公司TCO储备情况金晶科技现有2条TCO玻璃产线，目前滕州二线正在改造为TCO玻璃产线中，未来计划扩张至4条产线。旗滨集团具备FTO玻璃的技术储备和生产能力，分别通过国家科学技术成果鉴定和新产品新技术鉴定。由于市场原因，目前公司未生产TCO玻璃。南玻A有TCO相关技术积累和生产经验；目前未有在产的TCO产线。秀强股份2010年TCO玻璃项目建成，但受薄膜电池需求持续不振影响，产线建成后一直未正常生产，2018年公司终止TCO玻璃项目实施，目前暂未有生产计划。耀皮玻璃2010年开始TCO玻璃研发，2015年已有产品销售，2022年12月收购国内最早实现TCO玻璃商业化生产的艾杰旭特种玻璃（大连）产线。安彩高科2010年启动TCO玻璃的研发和项目建设工作，后因市场萎缩停止生产，后续将根据市场需求变化情况考虑是否重启。亚玛顿目前没有浮法窑炉生产装备，具备ITO离线镀膜技术，为纤纳提供相关的TCO产品。中国玻璃江苏东台升级改造的日熔化量为600吨的TCO镀膜玻璃生产线于1月31日正式投产。资料来源：各公司公告、各公司官网、国盛证券研究所2023年03月24日P.24请仔细阅读本报告末页声明4、投资建议：关注TCO玻璃领域具备先发优势的企业1）金晶科技：TCO玻璃在产企业，与FirstSolar有长期合作基础，FirstSolar扩产下有望进入其供应链。同时公司已和钙钛矿企业建立合作，在钙钛矿领域具备先发优势。2）耀皮玻璃：具备TCO玻璃生产基础，2015年已有产品销售，2022年底收购艾杰旭大连TCO玻璃产线，进一步增强TCO玻璃领域的技术实力和产能。风险提示碲化镉电池需求不及预期风险：目前碲化镉电池产能虽有扩张，但存在晶硅电池竞争下，薄膜电池市场需求不及预期的风险。钙钛矿电池研发不及预期风险：目前钙钛矿电池处于试验阶段，存在技术迭代失败，市场需求不及预期风险。测算误差风险：报告中立面BIPV装机量测算以及TCO玻璃需求测算基于一定数据假设，因此测算结果存在误差风险。2023年03月24日P.25请仔细阅读本报告末页声明免责声明国盛证券有限责任公司（以下简称“本公司”）具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告仅供本公司的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告的信息均来源于本公司认为可信的公开资料，但本公司及其研究人员对该等信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告中的资料、意见及预测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，可能会随时调整。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。本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态，对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。本公司力求报告内容客观、公正，但本报告所载的资料、工具、意见、信息及推测只提供给客户作参考之用，不构成任何投资、法律、会计或税务的最终操作建议,本公司不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。投资者应当充分考虑自身特定状况，并完整理解和使用本报告内容，不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其本公司的关联机构可能会持有本报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易，也可能为这些公司正在提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。本报告版权归“国盛证券有限责任公司”所有。未经事先本公司书面授权，任何机构或个人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。任何机构或个人如引用、刊发本报告，需注明出处为“国盛证券研究所”，且不得对本报告进行有悖原意的删节或修改。分析师声明本报告署名分析师在此声明：我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，本报告所表述的任何观点均精准地反映了我们对标的证券和发行人的个人看法，结论不受任何第三方的授意或影响。我们所得报酬的任何部分无论是在过去、现在及将来均不会与本报告中的具体投资建议或观点有直接或间接联系。投资评级说明投资建议的评级标准评级说明评级标准为报告发布日后的6个月内公司股价（或行业指数）相对同期基准指数的相对市场表现。其中A股市场以沪深300指数为基准；新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）为基准；香港市场以摩根士丹利中国指数为基准，美股市场以标普500指数或纳斯达克综合指数为基准。股票评级买入相对同期基准指数涨幅在15%以上增持相对同期基准指数涨幅在5%~15%之间持有相对同期基准指数涨幅在-5%~+5%之间减持相对同期基准指数跌幅在5%以上行业评级增持相对同期基准指数涨幅在10%以上中性相对同期基准指数涨幅在-10%~+10%之间减持相对同期基准指数跌幅在10%以上国盛证券研究所北京上海地址：北京市西城区平安里西大街26号楼3层邮编：100032传真：010-57671718邮箱：gsresearch@gszq.com地址：上海市浦明路868号保利One561号楼10层邮编：200120电话：021-38124100邮箱：gsresearch@gszq.com南昌深圳地址：南昌市红谷滩新区凤凰中大道1115号北京银行大厦邮编：330038传真：0791-86281485邮箱：gsresearch@gszq.com地址：深圳市福田区福华三路100号鼎和大厦24楼邮编：518033邮箱：gsresearch@gszq.com