免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。1证券研究报告电力设备与新能源光伏新技术系列之二：钙钛矿华泰研究电力设备与新能源增持(维持)研究员申建国SACNo.S0570522020002shenjianguo@htsc.com+(86)75582492388研究员周敦伟SACNo.S0570522120001zhoudunwei@htsc.com+(86)2128972228研究员边文姣SACNo.S0570518110004SFCNo.BSJ399bianwenjiao@htsc.com+(86)75582776411联系人吴柯良SACNo.S0570122070159wukeliang@htsc.com+(86)2128972228行业走势图资料来源：Wind，华泰研究2023年2月09日│中国内地专题研究钙钛矿电池潜力较大，技术路线百花齐放晶硅电池实验室效率已逐渐接近理论极限29.4%，未来进步空间有限。第二代薄膜电池尽管理论上性价比较高，但量产效率和成本均表现不佳。钙钛矿是第三代太阳能电池的佼佼者，自2009年问世以来，仅用十多年时间实验室效率便突破至25%以上，直逼晶硅电池，具备较大的产业化潜力。当前钙钛矿处于从0到1阶段，技术路线尚未定型，设备、材料、工艺百花齐放，多路径共存，不同路径都有跑通的可能。近两年来钙钛矿产业化进程明显加速，已有多个百兆瓦级产线投产，GW级产线亦有望于近两年陆续落地。较晶硅存在四大优势，但产业化仍需解决大面积备制与稳定性两大挑战相较晶硅电池，钙钛矿带隙可调整、材料耗量低、纯度要求低、弱光效应好且具备柔性制造能力，因此具有理论效率更高、理论成本更低、发电量更高、应用场景更广四大优势。但钙钛矿产业化仍有两大痛点需要解决，即大面积备制效率降低以及稳定性较差，各厂商从设备、工艺、配方多种维度出发，提出优化结晶、钝化缺陷、加强封装、材料改性等多种思路，解决方案已初现雏形，待该两大痛点解决后，钙钛矿成长空间将进一步打开。钙钛矿降本增效空间较大，未来空间星辰大海钙钛矿降本增效空间较晶硅更大。提效端，单结钙钛矿理论效率33%，远高于晶硅的29.4%，目前主流大面积产线单结效率在15%左右，尚有较大提升空间，短期内界面工程、材料改性等多路径并行提效，长期看，叠层将进一步打开效率天花板，双结/三结理论效率高达45%/49%，产业端已有企业开始布局。降本端，我们预计钙钛矿极限成本可降至0.6-0.7元/W，为晶硅极限成本的60-70%。我们预计当钙钛矿效率达到18%，寿命15年时LCOE即可基本打平晶硅，大规模量产将开始具备商业化条件。远期钙钛矿效率达到25%，寿命15年时LCOE将降至0.24元/W左右，较晶硅更优。关注从0到1投资机会钙钛矿目前尚处于从0到1阶段，但产业化进展明显加速，预计今年将有接近1GW的中试线扩产，爬产顺利情况下，头部参与者有望于今年启动GW级产线招标，24-25年有望看到多条GW级产线落地。从业绩释放顺序看，新技术发展初期设备商有望最先受益，国内设备商已陆续完成出货交付，其次是TCO玻璃/POE胶膜等辅材厂商，最后是电池厂，24-25年钙钛矿电池能够低成本大规模量产后，领先电池厂将享有超额收益。从发展可预见性看，短期辅材确定性最高，中期设备商由于技术路径未定风险机遇并存，长期看电池厂掌握knowhow，同时布局电池+整线设备的玩家最具投资价值。风险提示：钙钛矿技术推进不及预期、设备验证进展不及预期、下游需求景气度变化。(23)(12)(1)1021Feb-22Jun-22Oct-22Feb-23(%)电力设备与新能源沪深300免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。2电力设备与新能源正文目录钙钛矿：第三代电池佼佼者，产业化潜力较大.............................................................................................................3钙钛矿十年时间效率直逼晶硅，发展前景广阔.....................................................................................................3结构多样，材料体系尚未定型...............................................................................................................................5主流结构分为介孔、正式平面、反式平面.....................................................................................................5材料体系尚未定型，不同膜层均有多种选择.................................................................................................5备制路径百花齐放，主流方法包括涂布/RPD/蒸镀/磁控溅射................................................................................6钙钛矿吸光层制备工艺：实验室一般为旋涂，产业界以涂布为主流.............................................................6电子传输层&空穴传输层&电极层备制存在较多选择路径.............................................................................8激光：将大尺寸组件划片成小尺寸电池串联，四道工序，暂不存在路线分歧..............................................9封装工艺与晶硅相似度较高...........................................................................................................................9设备、电池、辅材是钙钛矿产业链投资核心环节................................................................................................10钙钛矿电池具备多优势，但仍有两大挑战需解决.......................................................................................................11理论效率更高、理论成本更低、发电量更高、应用场景更广.............................................................................11产业化尚存在大面积效率低、稳定性差两大疑虑，部分问题已有解决方案........................................................14产业化疑虑#1：大面积效率低.....................................................................................................................14产业化疑虑#2：稳定性差............................................................................................................................16钙钛矿降本增效空间较大，未来空间星辰大海...........................................................................................................20提效：短期多种提效路径并行，长期叠层打开效率天花板.................................................................................20降本：降本空间较大，大规模量产后成本可降至0.6-0.7元/W，仅为晶硅极限成本的60%-70%.....................22直接降本：材料、能动、设备投资额均有较大下降空间.............................................................................22间接降本：提效全面摊薄成本.....................................................................................................................25钙钛矿打开光伏降本天花板，远期大规模量产后LCOE较晶硅更优..................................................................25从0到1进行时，2024或成钙钛矿量产元年.............................................................................................................27设备：国产厂商陆续完成出货交付.....................................................................................................................27电池：当前产业以百兆瓦级为主，2024或成钙钛矿量产元年............................................................................27协鑫光电：领跑钙钛矿赛道，首条大面积钙钛矿产业线将迎来量产...........................................................29纤纳光电：钙钛矿头部参与者，钙钛矿组件全球首发.................................................................................30极电光能：钙钛矿行业先行者，GW级钙钛矿产线24年有望落地............................................................30奥联电子：构建钙钛矿太阳能电池产业链，推动钙钛矿光伏产业化发展...................................................31皇氏集团：推动“农光互补”，进军钙钛矿电池领域.................................................................................31投资建议.....................................................................................................................................................................33风险提示.............................................................................................................................................................34WUEVyRnQpMrQsMsRnQtMpObR9RbRpNpPnPnOjMqQnPkPrRvM9PrQqMNZoNpOwMnQnN免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。3电力设备与新能源钙钛矿：第三代电池佼佼者，产业化潜力较大钙钛矿十年时间效率直逼晶硅，发展前景广阔太阳能电池是一种利用光生伏特效应使得太阳能转化为电能的半导体器件。在数十年间，太阳能电池的发展已进入到了第三代，种类也得到了极大的丰富。其中，第一代电池主要为晶硅太阳能电池，是目前技术最为成熟、商业化最为成功的太阳能电池，但仍存在着制备工艺复杂、对硅料纯度要求较高等问题；第二代为化学薄膜太阳能电池，主要以CdTe、GaAs、CIGS为代表。与晶硅电池相比，这类电池所需材料少，成本低而且转化效率高，已经逐步进入到商业化的进程中，但其活性层具有部分稀有元素与重金属元素，价格昂贵，难以应用于大规模生产；第三代为新型薄膜太阳能电池，如钙钛矿太阳能电池（PSCs），染料敏化太阳能电池（DSSC），有机太阳能电池（OSC）等。它们具有生产工艺简单、原料储量丰富、生产成本低等优势，在效率提升和降本等方面均具备较大潜力，受到全球学术界和产业界的广泛关注。图表1：太阳能电池的分类与认证最高效率资料来源：NREL，华泰研究钙钛矿物质的化学通式为ABX3，正八面体结构。在太阳能电池的应用中，A为单价阳离子，通常为甲胺阳离子(MA+，CH3NH3+)、Cs+或甲脒阳离子(FA+，(NH2)2CH+)，X为卤素阴离子(Cl-、Br-、I-)，B包括Pb2+、Sn2+、Bi2+等。图表2：钙钛矿晶体结构资料来源：《低成本制备高效率钙钛矿太阳能电池的研究》，吕凤，2021，华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。4电力设备与新能源晶硅实验室效率陷入瓶颈，钙钛矿实验室效率十余年间超越晶硅。晶硅电池效率在1970年代达到了13%、14%，2017年后停留在26.7%。而钙钛矿最早在2009年由日本科学家首次用于发电，转换效率仅3.8%。2012年，牛津大学的HenrySnaith发现钙钛矿可以用作太阳能电池的主要成分，而不仅仅是用作敏化剂，由此太阳能光伏研究领域正式开始使用合成钙钛矿。经过10余年发展，单结钙钛矿电池的实验室效率已达25.6%，接近由隆基22年11月创造的HJT晶硅电池26.8%的实验室效率纪录。单结钙钛矿电池理论转化效率可达33%，高于晶硅电池极限效率29.4%。图表3：晶硅与钙钛矿电池效率资料来源：储能投研，NERL，华泰研究图表4：钙钛矿实验室效率提升过程时间研发团队电池类型转换效率2009日本科学家Miyasaka单结钙钛矿太阳能电池3.80%2011韩国成均馆大学Nam-GiyuPark课题组单结钙钛矿太阳能电池6.50%2012牛津大学HenrySnaithHE和MikeLee课题组单结钙钛矿太阳能电池10.00%2012牛津大学HenrySnaith单结钙钛矿太阳能电池15.40%2015韩国化学技术研究所以及成均馆大学单结钙钛矿太阳能电池17.90%2016瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)单结钙钛矿太阳能电池19.60%2017韩国蔚山国立科技研究所单结钙钛矿太阳能电池22.10%2018中国科学院半导体研究所研究员游经碧课题组单结钙钛矿太阳能电池23.70%2019.4韩国化学技术研究所(KRICT)单结钙钛矿太阳能电池24.20%2019.8韩国化学技术研究所、麻省理工单结钙钛矿太阳能电池25.20%2020.9香港城市大学、华盛顿大学单结钙钛矿太阳能电池25.50%2021.1韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)单结钙钛矿太阳能电池25.50%2022.8中国科学院半导体所单结钙钛矿太阳能电池25.60%2018牛津光伏(OxfordPV)硅/钙钛矿叠层太阳能电池27.30%2018牛津光伏(OxfordPV)硅/钙钛矿叠层太阳能电池28.00%2020.1亥姆霍兹中心(HZB)硅/钙钛矿叠层太阳能电池29.15%2020.12牛津光伙(OxfordPV)硅/钙钛矿叠层太阳能电池29.52%2021.11亥姆霍兹中心(HZB)硅/钙钛矿叠层太阳能电池29.80%2022.7洛桑联邦理工学院(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)硅/钙钛矿叠层太阳能电池31.30%2020.1美国能源部国家可再生能源实验室全钙钛矿叠层电池23.10%2022.2加拿大多伦多大学EdwardH.Sargent教授全钙钛矿叠层电池26.40%2022.6南京大学谭海仁教授课题组全钙位矿叠层电池28.00%2022.6普林斯顿大学研究人员大面积钙钛矿叠层电池21.70%资料来源：协鑫光电，《钙钛矿太阳能电池的性能优化及稳定性研究》，王硕，2021，华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。5电力设备与新能源结构多样，材料体系尚未定型主流结构分为介孔、正式平面、反式平面钙钛矿电池由多个功能层堆叠形成，其结构大致可分为三类：介孔结构、正式平面结构和反式平面结构，其中：1）介孔结构是最早诞生的钙钛矿电池结构，其主要特点在于采用二氧化钛作为介孔骨架，实现电子的转移运输，具有成膜均匀光滑、光电转换效果好等优点。然而，介孔结构往往需要进行高温烧结，不利于大规模量产和柔性器件的制备；2）正式平面结构与介孔结构较为类似，但不存在介孔电子传输层，减少了高温烧结二氧化钛的过程，制备工艺更为简单，且相较介孔结构能获得更高的开路电压。但由于缺失介孔层，正式平面结构的电池对空间电场的分散能力更弱，因此转化效率略逊色于介孔结构。另外，正式平面结构往往使用湿度、热稳定性较差的有机空穴传输层，影响了电池的稳定性。3）反式平面结构的基本组成依次为TCO玻璃、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和金属电极，其电荷的流向与正式结构不同，空穴流向导电玻璃、电子则流向金属对电极。反式结构还具有制备工艺简单、成膜温度更低、与叠层电池器件结构的兼容性好等优点，是钙钛矿电池厂商产业化过程中采用的主流结构，但光电转换效率相较正式结构仍具有与一定差距。图表5：钙钛矿结构示意图资料来源：《高效稳定钙钛矿太阳能电池的制备与研究》，朱荣志，2022，华泰研究材料体系尚未定型，不同膜层均有多种选择TCO导电玻璃：产业上常用的TCO导电玻璃分为ITO、FTO和AZO玻璃三类，分别采用In2O3、SnO2和ZnO作为靶材。ITO具有电导率高、透过率高等优点，曾广泛应用于光伏领域，但产业对光吸收性能要求趋严，使得TCO玻璃必须具备增强光散射的能力，而ITO很难实现这一要求，因此逐渐被FTO所取代。FTO的导电性能与ITO相比稍显逊色，但具有成本低、膜层硬、光学性能适宜等优点，目前是应用于光伏玻璃领域的主流产品。AZO的光电性能与ITO相近，且AZO原材料简单易得，生产成本低，在未来产业化的进程中具备重大潜力。电子传输层（ETL）：产业端常用的电子传输层材料包括金属氧化物、有机小分子和复合材料，其中金属氧化物有二氧化钛(TiO2)和二氧化锡(SnO2)，有机小分子主要为富勒烯及其衍生物，复合材料包括通过绝缘材料框架与TiO2构成复合材料如TiO2/Al2O3、掺杂其他元素如钇的石墨烯/TiO2纳米颗粒复合材料。二氧化钛是最早且应用最为广泛的电子传输层材料，主要得益于二氧化钛与钙钛矿的能级较为匹配，能够有效实现电子传输并阻挡空穴，而且价格较为便宜，但TiO2制备过程中往往需要进行500℃以上的高温烧结以提升传输性能，这一过程制约了TiO2在柔性衬底上的应用和其产业化的进程。SnO2电导率和载流子迁移率较高，且制备温度较低，是较为理想的电子传输层材料。因此目前SnO2被产业界广泛研究，以期在产业化进程中实现对TiO2的替代。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。6电力设备与新能源钙钛矿吸光层：吸光层采用的材料一般为有机-无机混合钙钛矿化合物前驱液，目前主流工艺多采用MAPbI3等。钙钛矿电池的原材料储备极为丰富，且配制前驱体溶液不含复杂工艺，对试剂纯度要求不高。空穴传输层（HTL）：空穴传输层材料可分为有机材料和无机材料两大类。最常用的有机材料是Spiro-OMeTAD、PTAA、PEDOT:PSS等。然而有机空穴材料合成复杂，价格昂贵，主要为实验室使用，且PEDOT:PSS等部分材料还具有酸性和吸湿性，会使得钙钛矿的吸光层材料衰减加速。产业端多采用无机材料来代替有机材料，以提升电池寿命、降低生产成本。常用的无机空穴材料包括Cu2O、CuI、CuSCN、NiOx等。无机空穴传输层还具有稳定性好、空穴迁移率高、光学带隙宽等优势，但目前HTL采用无机材料时，钙钛矿电池的效率表现不及使用有机空穴传输材料。电极层：产业端多采用铜、银等金属电极，或金属氧化物等作为电极层材料，碳电极也在尝试中。备制路径百花齐放，主流方法包括涂布/RPD/蒸镀/磁控溅射以反式平面结构为例，钙钛矿的工艺流程大体包括如下步骤，其中钙钛矿膜层备制难度最高，钙钛矿/HTL/ETL层备制均存在不同技术路线：顶电极ITO/FTO玻璃入线→激光刻蚀→清洗→制备空穴传输层→退火/干燥→制备钙钛矿吸光层→退火烘干→制备电子传输层→退火/干燥→激光刻蚀→制备电池层→激光刻蚀→激光清边→测试分拣→封装。钙钛矿吸光层制备工艺：实验室一般为旋涂，产业界以涂布为主流钙钛矿吸光层的制备技术百花齐放，大致可分为五大类，分别为(1)溶液涂布法：具体包含有刮刀涂布法、狭缝涂布法和丝网印刷法；(2)旋涂法：具体可分为一步旋涂法和两步旋涂法；(3)喷涂法和喷墨打印法；(4)软膜覆盖法；(5)气相沉积法。图表6：钙钛矿太阳能电池的产业化制备技术注：（a）刮涂法（b）狭缝涂布法（c）丝网印刷法（d）喷涂法（e）喷墨打印法（f）气相沉积法（g）软膜覆盖法资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》，金胜利，2022，华泰研究(1)溶液涂布法：主要通过涂布装置使得钙钛矿前驱体溶液在基底表面完成相对运动，依靠液体的表面张力和基底接触而成膜。按涂布设备的不同，可将其进一步划分为刮刀涂布法、狭缝涂布法和丝网印刷法。其中，狭缝涂布法具有印刷速度快、浆料利用率高、薄膜质量控制更加精细化等优点，是目前钙钛矿电池产业化中选用的主流方法。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。7电力设备与新能源(2)旋涂法：旋涂法主要是将钙钛矿前驱体溶液滴在滴板上，依靠工件高速旋转的离心力完成涂覆和薄膜沉积，具有成膜质量高、对薄膜厚度控制精准等优点，一般于实验室备制小面积电池使用。(3)喷涂和喷墨打印法：该方法将钙钛矿前驱体溶液直接喷在基底表面，随后在基底上沉积薄膜，可通过改变溶液浓度、喷头与基底间的距离和喷涂速度控制钙钛矿的成膜形态。(4)软膜覆盖法：该方法是在压力环境下借助PI（聚酰亚胺）膜覆盖，实现胺络合物前驱体向钙钛矿薄膜的转化。该方法有效地阻止了溶剂向空气中蒸发，易于获得无针孔且高度均匀的钙钛矿薄膜。此外，这种沉积方法不需要真空环境，且可以在低温工艺下进行。(5)真空镀膜法：蒸镀法，一般以共蒸为主。相较于溶液法，真空镀膜法得到的钙钛矿薄膜更加均匀平整，但是需要精准控制蒸发源的成分，操作难度极大。该方法还需在真空环境下进行，薄膜制备时间长，设备成本较高。(6)气相辅助溶液法：该方法首先利用液相制膜技术将前驱体薄膜涂布在基底上，然后再将其转移到有机胺卤化物(MAI)的蒸汽中，进而完全转换为钙钛矿薄膜，兼具了溶液法和真空镀膜法的优势。图表7：钙钛矿太阳能电池制备技术对比制备方法原理优点缺点刮刀涂布法利用刮刀使得溶液与基底接触，通过控制溶液浓度、刮刀与基底的距离和移动速率控制成膜厚度易于大面积制备，无需复杂设备溶液利用率低，敞开环境下溶液均一性差狭缝涂布法非接触式的涂布技术，使得溶液沿着涂布模具的狭缝挤压喷出而沉积在基材上易于大面积制备，成产效率较高印刷速度快、浆料利用率高、薄膜质量控制更加精细化对设备精确度要求较高丝网印刷法通过利用丝网印刷模具和印料，经刮印得到图形易于大面积制备，涂覆过程简单溶液利用率低，对丝网精度要求较高一步旋涂法将PbX3和MAI或者FAI按一定比例进行混合，制成前驱体溶液后旋涂，再经过100℃左右的退火工艺完成钙钛矿薄膜沉积成膜质量高，对厚度控制十分精准对成膜条件十分敏感，原料利用率低，大面积制备时良率无法保证两步旋涂法首先完成PbI2薄膜的旋涂，再旋涂适量的MAI，并利用退火过程使得两层薄膜完成互相扩散，最终生成钙钛矿。适用于平面结构的电池制备，成膜质量高，对厚度控制十分精准对成膜条件十分敏感，原料利用率低，大面积制备时良率无法保证喷涂法利用喷头内部施加压力喷出溶液易于大面积制备，喷涂过程简单，可控制成膜形态溶液利用率低，可重复性较差喷墨打印法通过喷头内部压电材料形变挤出溶液，并使其按照预设程序实现相对运动材料利用率高，可实现定制化生产设备要求高，生产效率低，难以控制结晶过程软膜覆盖法在压力环境下借助PI（聚酰亚胺）膜覆盖，实现胺络合物前驱体向钙钛矿薄膜的转化可大面积制备，无需溶液，钙钛矿薄膜无针孔且高度均匀，器件迟滞较小材料利用率低，生产效率低一步真空镀膜法利用PbCl2作为无机蒸发源，MAI作为有机蒸发源，并在高真空环境下进行双源共蒸发，因而两种反应物同时沉积于基底上，充分反应后获得钙钛矿薄膜薄膜质量较高，可精准调控制备时间长，生产效率低，化学计量比难以控制，成本高分布真空镀膜法首先将PbI2蒸镀成平整的薄膜，再在加热的基底表面上蒸镀MAI，最后沉积形成钙钛矿薄膜薄膜质量较高，可精准调控制备时间长，生产效率低，化学计量比难以控制，成本高气相辅助溶液法首先利用液相制膜技术将前驱体薄膜涂布在基底上，然后再将其转移到有机胺卤化物(MAI)的蒸汽中，进而完全转换为钙钛矿薄膜结合了溶液法和真空镀膜法的优势，且不适用分子泵等高真空设备，比传统真空镀膜法具有成本优势初试设备投资额高于略高，需精确控制反应物的化学计量比资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》，金胜利，2022，《高效稳定钙钛矿太阳能电池的制备与研究》，朱荣志，2022，华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。8电力设备与新能源电子传输层&空穴传输层&电极层备制存在较多选择路径透明导电基底往往从玻璃厂商处直接采购获得，而后企业再对其进行刻蚀处理等以完成后续功能层制备。电子传输层沉积和空穴传输层沉积的技术路线较为相似，基本包含PVD（包含磁控溅射和蒸镀法）、反应等离子沉积(RPD)和狭缝涂布三大类，电极层则主要使用PVD技术。目前，工业界制备钙钛矿电池的主流路线包括PVD→PVD→狭缝涂布→RPD(或PVD)→PVD、PVD→狭缝涂布→狭缝涂布→狭缝涂布→PVD和PVD→PVD→气相沉积→PVD→PVD三大类，不同路径均有各自优缺点，尚未形成统一技术路径。图表8：磁控溅射法、蒸镀法与RPD对比磁控溅射法蒸镀法RPD原理在高真空的条件下，入射离子(Ar+)在电场的作用下轰击靶材，使得靶材表面的中性原子或分子获得足够动能脱离靶材表面，沉积在基片表面形成薄膜。真空条件下，加热靶材使其蒸发或升华，待逸出的靶材冷凝在基片表面完成沉积。利用磁场产生高密度的等离子体轰击靶材，而后在靶材上产生局部高温使其升华，同时经离子化形成离子态气团，吸附于基片上实现沉积镀膜材料金属、金属化合物、半导体、绝缘体、有机物等多种材料熔点较低的金属源、有机物等金属、金属化合物、半导体、绝缘体、有机物等多种材料粒子能量较高很低很低镀膜理论密度98%95%98%晶粒大小小大非常小，非晶质成膜附着力良好较好优异优点工艺重复性好，薄膜纯度高，可以在大面积的基片上获得厚度均匀的薄膜，且能够精准控制膜层厚度设备简单、容易操作；制得薄膜纯度高；膜厚可控性好绕射性好，可镀基片的正反面甚至内孔、凹槽、狭缝等复杂结构；镀层质量好，镀层致密均匀；缺点设备结构复杂，靶材的利用率低，成本较高薄膜的厚度均匀性不易控制、薄膜质量不高镀膜时基板的温度会升高到摄氏几百度，膜与基体间存在较宽的过渡界面；会有气体分子吸附设备厂商众能光电、迈为股份、捷佳伟创、钧石能源等晟成光伏、奥来德等捷佳伟创、日本住友等应用领域可用于制备各种太能能电池的功能性薄膜，装饰、微电子等领域的全反射膜及半透明膜等广泛用于镀制各种金属和化合物薄膜，应用于光学、电子、轻工和装饰等工业领域应用于太阳能电池、LED(OLED)等的高质量透明导电材料的制备资料来源：结构攻城狮，华泰研究图表9：三种工艺路线对比具体步骤优点缺点PVD→PVD→狭缝涂布→RPD(或PVD)→PVD以PVD制作阴阳电极，电子传输层与钙钛矿层使用狭缝涂布，空穴传输层使用RPD或者PVD。目前较为均衡工艺组合模式，通过PVD保障两电极的成膜，使用狭缝涂布形成电子传输层和钙钛矿层，在达到工艺要求的基础上维持了较低的设备成本。RPD设备价格昂贵，整体的设备价格仍偏高。PVD→狭缝涂布→狭缝涂布→狭缝涂布→PVD以PVD制作阴阳电极，电子传输层、空穴传输层与钙钛矿层均使用狭缝涂布法。通过PVD保障两电极的成膜，使这两层膜优于全涂布制作的组件，而中间三层使用狭缝涂布显著降低了设备投入在制作第二电荷传输层时，溶剂可能会对下方的钙钛矿层造成一定的溶解，影响稳定性并使得组件效率降低PVD→PVD→气相沉积→PVD→PVD以PVD制作阴阳电极和两个传输层，使用气相沉积的方式制备钙钛矿层。各薄膜层都通过优势设备获得了较好的物理特性，对钙钛矿光伏组件的效率提供了可靠保障。设备投入过高。资料来源：钙钛矿大会展示材料，2022，华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。9电力设备与新能源激光：将大尺寸组件划片成小尺寸电池串联，四道工序，暂不存在路线分歧钙钛矿电池制备过程中，还需利用激光设备对电池进行激光刻蚀和激光清边。激光刻蚀的主要目的是使用激光划线打开膜层，阻断导通，从而形成单独的模块、实现电池分片，主要用于P1、P2和P3层。通常情况下P1为FTO导电玻璃，P2层是钙钛矿吸光层，P3则一般是镀金或者镀银材料。在进行激光刻蚀的过程中，一般需保证激光刻蚀线宽与刻蚀线间距精确度，并且不会对之前的层级造成损伤。P4层则主要利用激光设备实现激光清边，对电池的边缘进行绝缘处理，去除无效区域。图表10：钙钛矿激光工艺资料来源：《Scalablefabricationandcoatingmethodsforperovskitesolarcellsandsolarmodules》，Nam-GyuPark，2020，华泰研究封装工艺与晶硅相似度较高钙钛矿封装工艺与晶硅相似度较高，主要流程为层压，封装核心辅材为POE胶膜与丁基胶。以协鑫光电为例，协鑫采用了包含两个封装层的封装工艺，具体流程为：(1)首先，需要先在钙钛矿太阳能电池的外周表面制备1nm-1000nm的第一封装层。第一封装层由致密的金属化合物沉积而形成，用于阻隔钙钛矿电池与外界进行物质交换。金属化合物可以选择Al2O3、TiO2、SnO2、ZnO、ZnS等，制备则可以采用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)中的任意一种工艺。(2)随后，再在第一封装层的表面施加热熔胶形成第二封装层，材质可使用POE膜，厚度为100μm-2mm。(3)最后，采用层压机使得热熔胶膜与第一封装层和背板粘结在一起，最终形成钙钛矿电池组件完整的封装结构。图表11：协鑫钙钛矿电池组件封装结构示意图资料来源：《钙钛矿电池组件的封装结构的制作方法》，2022，华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。10电力设备与新能源设备、电池、辅材是钙钛矿产业链投资核心环节钙钛矿电池上游主要包括原材料和设备两部分，其中，原材料有钙钛矿材料、TCO导电玻璃、胶膜以及光伏玻璃；产业链中游则是众多钙钛矿电池厂商，协鑫光电、纤纳光电和极电光能等龙头企业的产业化进度领先；下游则可应用于光伏产业、LED、BIPV等众多领域。从各功能层的生产需求而言，钙钛矿产线所需设备大致有真空设备、涂布设备及激光设备三大类。其中，真空设备包括磁控溅射仪、反应式等离子体镀膜设备（RPD）设备和蒸镀机，涂布设备主要用于钙钛矿吸光层的制备，国内设备供应商包括德沪涂膜、众能光电等，激光设备则主要用于对电池进行激光刻蚀和激光清边。图表12：钙钛矿电池产线设备示意图资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》，金胜利，2022，结构攻城狮，《钙钛矿电池组件的封装结构的制作方法》，2022，华泰研究图表13：钙钛矿电池产业链与厂商资料来源：公司公告，华泰研究原材料设备镀膜设备德沪涂膜众能光电大正微纳日本东丽美国nTact奥来德捷佳伟创京山轻机钧石能源迈为股份湖南红太阳帝尔激光德龙激光迈为股份杰普特大族激光钙钛矿电池杭萧钢构奥联电子宝馨科技皇氏集团西子洁能光伏产业LED等应用木林森三安光电佛山照明立达信利亚德欧普照明涂布设备激光设备金晶科技亚玛顿耀皮玻璃钙钛矿材料金信诺七彩化学国星光电大东南协鑫光电纤纳光电极电光能无限光能仁烁光能万度光能曜能科技众能光电大正微纳光晶能源隆基股份国电南瑞阳光电源天合光能晶澳科技福斯特上游中游下游TCO导电玻璃POE胶膜光伏玻璃福斯特赛伍技术海优新材信义玻璃福莱特丁基胶康达新材免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。11电力设备与新能源钙钛矿电池具备多优势，但仍有两大挑战需解决理论效率更高、理论成本更低、发电量更高、应用场景更广相较晶硅，钙钛矿具理论效率更高、理论成本更低、发电量更高、应用场景更广四大优势。图表14：钙钛矿电池优势资料来源：CPIA，华泰研究优势一极限效率高钙钛矿电池的极限转换效率高于传统晶硅太阳能电池，这主要得益于钙钛矿材料的禁带宽度与最优带隙的区间极为接近。此外，钙钛矿材料带隙宽度连续可控，使其便于与晶硅电池制成高效叠层器件，可进一步打开理论转化效率的天花板。(1)禁带宽度适宜：单结太阳能电池吸光层材料的最优带隙区间为1.3-1.5eV，而MAPbI3、FAPbI3等常用钙钛矿材料的禁带宽度在1.5-1.6eV的区间内，理论转化效率均可超过30%。图表15：半导体材料禁带宽度与极限短路电流、开路电压、填充因子及光电转化效率关系图资料来源：《Arealisticmethodologyfor30%efficientperovskitesolarcells》，ChunqingMa，2020，华泰研究钙钛矿产业链短，组件可由单一工厂直接制成，设备投资金额约为5亿元/GW，是晶硅的一半左右无CTMLoss初始投资额低极限效率高钙钛矿电池四大优势钙钛矿电池效率直接等同于组件功率，而TOPCon有2-3%的组件效率损失成本低材料带隙宽度连续可控禁带宽度适宜单结太阳能电池吸光层材料的最优带隙区间为1.3-1.5eV，而常用钙钛矿材料的禁带宽度在1.5-1.6eV可与多种晶硅电池叠层器件实现兼容，实现两者吸收光谱的互补，提升理论效率，最高可达47%材料成本低能耗成本低钙钛矿材料光吸收系数大，电池吸光层厚度较薄，除玻璃外的其他功能层合计厚度约为1um，而晶硅电池中的硅片厚度通常为160um钙钛矿电池对原材料纯度要求不高，不需要大量提纯工艺。晶硅的制造能耗约为0.31KWh/W，而钙钛矿组件的制造能耗仅为0.12KWh/W发电量高应用场景广柔性制造、轻薄美观低温度系数抗衰减性强钙钛矿材料对杂质容忍度较高，无PID和LID效应，可实现9000小时连续工作而无衰减弱光效应好，5:00-21:00均可发电不同于晶硅必须向阳发电，钙钛矿可辐照发电免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。12电力设备与新能源(2)材料带隙宽度连续可控：A、B、X含量不同可获得不同组分的钙钛矿材料，相应材料的带隙和能级分布也会产生差异。若对钙钛矿的A、B、X位进行组分调控，可将带隙宽度在1.17-2.8eV内做到连续可控。带隙的大小决定了电池吸收光子的能量范围，因此可调的带隙宽度为钙钛矿和晶硅电池叠层器件的制备提供了多种选择，利于实现两者吸收光谱的互补，光电转换效率最高可达47%。图表16：不同类型钙钛矿材料的能带结构图资料来源：《RecentProgressonPerovskiteSurfacesandInterfacesinOptoelectronicDevices》，DeyingLuo，2020，华泰研究(3)钙钛矿电池效率直接等同于组件功率。目前TOPCon电池片的量产效率大约为25%，但是封装成组件效率后的效率一般为22%左右，具有2%-3%的组件效率损失（CTMLoss），而钙钛矿电池则没有CTMLoss，电池片效率直接可比组件功率，在产业化进程中具有显著优势。优势二成本低相较于传统晶硅电池，钙钛矿电池具有显著的成本优势，主要体现在初始投资额、材料成本与能耗成本三大方面。(1)初始投资额低：据协鑫光电估计，待技术成熟后，5-10GW钙钛矿电池的设备投资金额约为5-6亿元/GW，是晶硅电池的整套产业链设备成本的1/2左右。(2)材料成本低：钙钛矿材料具备优异的光吸收能力，光吸收系数达105的量级，因此原材料用量低，电池吸光层的厚度很薄，在材料成本方面具备优势。钙钛矿吸光层的厚度大约为400nm左右，与除玻璃外的其他功能层合计厚度约为1um，而晶硅电池中的硅片厚度通常为150um。(3)能耗成本低：钙钛矿电池的制备对原材料纯度要求较低，通常90%左右纯度的原材料即可制造出效率在20%以上的钙钛矿电池。而晶硅电池对材料纯度要求极高，需要达到99.9999%以上，这使得钙钛矿电池不需要和晶硅电池一样进行高温提纯的步骤，从而有效减低了能耗。据我们测算，晶硅的制造能耗约为0.31KWh/W，而钙钛矿组件的制造能耗仅为0.12KWh/W。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。13电力设备与新能源图表17：晶硅与钙钛矿制造能耗对比资料来源：CPIA，华泰研究预测优势三发电量高(1)抗衰减性强，无PID、LID效应：PID和LID效应是造成晶硅电池效率衰减的重要原因，其中，PID效应主要由于钠离子在电场影响下向电池片表面移动并富集而造成，LID效应则来源于硼元素的扩散，这些杂质的扩散往往是百万分之一级别的。钙钛矿材料对杂质的容忍度显著优于晶硅材料，百万分之一级别的杂质的形成和扩散并不会显著影响钙钛矿电池的发电性能，因此，钙钛矿电池具有良好的抗衰减性。协鑫光电数据表明，在实验室层面，钙钛矿电池可实现9000小时连续工作而无衰减，晶硅电池则在工作1000小时左右就会出现衰减现象。(2)低热斑效应、低温度系数：钙钛矿电池还具有低热斑效应、低温度系数的特点，相较传统晶硅电池而言在高温环境下的能耗损失更少，组件的输出性能更佳。图表18：钙钛矿温度系数趋近于零资料来源：阿尔法工场研究院，华泰研究(3)弱光效应好：早上5点-晚上9点钙钛矿电池均可发电，阴雨天也能有较好的发电效果。0.000.050.100.150.200.250.300.35晶硅钙钛矿工业硅多晶硅拉棒（方棒）切片电池(晶硅)组件(晶硅)电池组件生产(钙钛矿)kwh/w免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。14电力设备与新能源优势四轻薄美观，应用场景丰富BIPV（光伏建筑一体化）是一种将光伏发电设备集成到建筑上的专业技术，既实现了可再生能源的应用，又降低了建筑能耗。但BIPV组件较为追求外观设计、且需要具备较好的透明度，这恰恰是晶硅电池的劣势所在。而钙钛矿材料具有轻薄美观、安装便利、颜色可调等优点，因此可制成均匀柔和的透光、彩色玻璃，实现光伏组件的实用性与建筑设施的美学完美融合，是目前BIPV材料的最优解。图表19：BIPV应用场景资料来源：龙焱能源官网，华泰研究产业化尚存在大面积效率低、稳定性差两大疑虑，部分问题已有解决方案尽管钙钛矿电池的上述优势已经得到了业内的广泛认可，但其产业化进程中仍存在着两大痛点亟待解决，即大面积备制效率降低、稳定性较差。目前产业端已出现多种解决思路，部分问题已有解决之道。产业化疑虑#1：大面积效率低钙钛矿在备制大面积效率损失严重，主要有两个原因：1）钙钛矿薄膜本身在大面积制备时工艺不成熟不够均匀导致成膜质量差，效率下降；2）大面积薄膜组件进行激光划线后产生的电阻损耗、并产生死区。图表20：不同材料的电池效率随面积变化资料来源：《大面积钙钛矿薄膜制备技术的研究进展》，杨志春，2022，《Researchprogressinlarge-areaperovskitesolarcells》，YANGZHAO，2020，华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。15电力设备与新能源针对大面积效率低的问题，主要从工艺、设备两方面解决，目前业界已形成了初步的解决方案。大面积备制钙钛矿层主要采用狭缝涂布和蒸镀两种方式，差别在于成本和成膜质量之间权衡：1）狭缝涂布法可以理解为两步，第一步是涂布溶液，需要保证涂布溶液物理上的均匀性，该步骤对涂布的工艺要求并没有超过面板行业，已有相对成熟解决方案，第二步为干燥结晶，需要保证成膜过程中的化学一致性，为涂布法核心难点所在，目前产业端主要通过风刀、红外等方式干燥结晶，但由于不同厂家配方不同，粘度、挥发性等指标也有所差异，故结晶工序需要工艺、设备、配方三大体系相适配，生产knowhow的积累与工艺改进仍有较大的空间。2）真空蒸镀成膜质量较狭缝涂布更好，但是由于需要使用价格昂贵的真空设备、生产效率低、靶材利用率低，故目前生产成本较高，且随着钙钛矿配方越来越复杂，共蒸过程中对蒸发源设计、化学计量控制难度也会进一步提升。图表21：狭缝涂布图表22：气相沉积（蒸镀）资料来源：《大面积钙钛矿薄膜制备技术的研究进展》，杨志春，2021，华泰研究资料来源：《大面积钙钛矿薄膜制备技术的研究进展》，杨志春，2021，华泰研究激光划线产生电阻损耗、热损伤、死区，解决思路主要包括添加隔离层、提高设备精度、优化划线区域三大方向：1）大面积薄膜组件需要划分后将小电池互连，但划线后也会带来损耗造成电池效率降低。目前钙钛矿分割成小电池主要采用激光划线，P1、P2、P3三道工艺划线后使得划线一侧的顶部电极连接到划线另一侧的背面电极，从而形成串联效果。但是划线后顶电极和背电极接触的地方会形成互联电阻，从而产生功率损耗，且激光划片过程中产生的热损伤也会对钙钛矿层造成一定程度破环，进而导致效率的降低。目前解决思路主要为提高激光划线精度并优化划线区域。2）P2划线区域钙钛矿层与金属电极接触，Ag容易与钙钛矿在界面处反应生成AgI或AgBr，从而大幅度降低金属电极的电导率，增大串联电阻。目前实验室可通过添加隔离层，减少钙钛矿层与金属电极的接触可采用光刻工艺添加光刻胶隔离层，防止两者接触解决。3）激光划线过程中会产生不能发电的死区，通过采用高精度的精光设备，可以相当程度上减少死区面积，进而提升大尺寸电池效率。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。16电力设备与新能源图表23：随着互联电阻的增大，电流密度越大，电池效率损失越大图表24：顶电极和背电极接触的地方会形成互联电阻注：横轴为互联电阻，纵轴为效率损失，不同颜色的曲线为光电流密度资料来源：柔性电子服务平台，华泰研究注：Rint即为互联电阻资料来源：柔性电子服务平台，华泰研究图表25：优化划线区域减小死区图表26：在P2线槽添加隔离层资料来源：《Scalablefabricationandcoatingmethodsforperovskitesolarcellsandsolarmodules》，Nam-GyuPark，2020，华泰研究资料来源：《一种钙钛矿电池及其内部串联方法和内部串联结构》，2022，华泰研究产业化疑虑#2：稳定性差钙钛矿稳定性差由环境因素和内部因素共同影响所导致。钙钛矿的吸光层的稳定性受环境因素影响，易水解、高温易分解、温度变化下相变、光照和氧气作用下发生光致分解等。同时，吸光层还会与电荷传输层和电极材料影响。以正向结构为例，TiO2/ZnO作为电子传输层在光照下产生光生空穴催化分解吸光层；Spiro-OMeTAD作为空穴传输层易受吸光层碘离子扩散影响而电荷传输性能下降，且一般会添加少量有机盐来优化spiro-OMeTAD的导电性，例如锂盐、钴盐等，这些添加剂具有较强的吸湿性，极易造成spiro-OMeTAD的性能衰减和钙钛矿的分解。电极材料常用贵金属，但金属原子易扩散造成吸光层分解，且钙钛矿材料具有明显的离子特性，易发生离子迁移，吸光层的碘离子也会腐蚀金属电极，如银金属电极和钙钛矿层中的碘反应生成AgI。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。17电力设备与新能源图表27：钙钛矿稳定性差的原因资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》，金胜利，2022，华泰研究材料、结构、工艺协同进步，提供钙钛矿稳定性破局之道。目前可从材料配方、结构优化、封装工艺加强钙钛矿器件的稳定性。封装是给器件提供最外层的保护，目前产业界普遍采用POE+丁基胶的封装方式，基本解决了外部的水氧因素导致的衰减。针对钙钛矿本身内部的不稳定，优化可以从材料和结构两个方面入手，主要包括各个膜层的材料改性、界面工程、使用复合电极等手段。图表28：钙钛矿稳定性提高措施资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》，金胜利，2022，华泰研究高温易分解环境因素稳定性差原因温度变化下相变易水解内部因素电极材料影响光照和氧气作用下发生光致分解空穴传输层影响水解反应热分解温度变化下相变光照和氧气下光致分解空穴传输层的影响（碘离子扩散）电子传输层的影响（TiO2光催化分解）离子迁移电极材料影响（生成AgI）电子传输层影响针对外部因素针对内部因素钙钛矿器件稳定性加强封装胶膜用POE封边用丁基胶材料改性结构优化吸光层改良空穴传输层改良电子传输层改良增加缓冲层/钝化层复合电极免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。18电力设备与新能源维度1：加强封装POE胶膜+丁基胶的封装方案能有效解决水氧等外部因素导致的不稳定性。钙钛矿封装方式类似晶硅，但在材料的使用上需要采用POE胶膜+丁基胶封边的形式：1）EVA不可能100%聚合，未聚合的单体含有羧酸可能与钙钛矿吸光层的氨基（比如甲胺中含有氨基）发生反应，故钙钛矿封装需采用POE。此外，POE阻水性远优于EVA，POE水汽透过率仅2-5gm^2/day，大幅低于EVA的20-40gm^2/day并有更强的紫外线稳定性。2）丁基胶的水汽透过率比天然橡胶少了超过一个数量级，使用丁基胶进行边缘封装将进一步减少水汽入侵。据赛伍技术实验，传统硅胶的水汽透过率为84gm^2/day，而使用丁基胶后水汽透过率仅为0.25gm^2/day。图表29：EVA与POE对比密度极性酸碱性水汽透过率紫外稳定性交联速率玻璃化转变温度EVA0.96g/cm^3极性酸性20-40gm^2/day弱快-20℃POE0.99g/cm^3非极性中性2-5gm^2/day强慢-50℃资料来源：公司公告，华泰研究图表30：EVA胶膜与POE胶膜组件在同样条件下老化96h后的功率衰减情况图表31：传统硅胶与丁基胶水汽透过率对比资料来源：《ENGAGETMPVPOE胶膜对双面光伏组件长期可靠性的影响》，张文馨，2020，华泰研究资料来源：赛伍技术，华泰研究维度2：材料改性材料配方包括吸光层、电荷传输层和电极材料的改良，主要优化包括：1）吸光层：钙钛矿吸光层较不稳定，可混合比如具有更小离子半径的Cs+，提升FA+和碘化物之间的相互作用，但提高Cs+含量会效率会有一定程度下降，需要进行权衡与优化。2）空穴传输层：目前常用的空穴传输层有掺杂后的Spiro-OMeTAD、PEDOT:PSS。但是掺杂后的Spiro-OMeTAD吸水性强，不稳定，PEDOT:PSS价格低廉且导电性能良好，但其本身呈现弱酸性，会腐蚀基底及钙钛矿材料，影响器件稳定性。目前产业端多换无机材料，比如氧化镍，但会导致效率出现一定下降。3）电子传输层：传统的TiO2/ZnO作为在光照下产生光生空穴催化分解吸光层。SnO2不易受光分解，且带隙宽、吸湿性低和酸容忍性好，目前SnO2应用于电子传输层已较多。维度3：结构优化钙钛矿电池是类三明治结构，且钙钛矿层是离子晶体，很难避免离子迁移的问题，中间的钙钛矿材料很容易受到相邻电荷传输层的影响，空穴传输层和电子传输层也分别会受到来自阳极和阴极的影响。当前主流解决思路包括两大类：1）通过在钙钛矿电池中加入缓冲层方法，可有效降低相邻层之间的影响：解决内部稳定性需要重点解决离子迁移问题，离子迁移需要通道，目前实验室已有增加缓冲层提高器件稳定性研究，未来单独备制缓冲层是可行的发展方向，但由于额外备制膜层会增加成本，目前产业界尚未有厂商采用加入缓冲层的工序。0%2%4%6%8%10%12%14%EVA胶膜光伏组件普通POE胶膜光伏组件组件正面组件背面840.250102030405060708090传统硅胶丁基胶水汽透过率(gm^2/day)免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。19电力设备与新能源图表32：实验室增加缓冲层提高器件稳定性研究器件结构效率器件稳定性TO/c-TiO2/PCBB-2CN-2C/Perovskite/Spiro-/Au17.40%空气稳定性>500hFTO/c-TiO2/mp-TiO2/ZrO2/NiO/Perovskite/Carbon14.90%稳定性>1000hFTO/c-TiO2/SnO2/Perovskite/PTAA/Au19.80%空气稳定性>1200hFTO/TiO2/PCBSD:GD/Perovskite/Spiro-/Au20.20%空气稳定性>500hFTO/c-TiO2/HS/Perovskite/Spiro-/Au20.10%稳定性>70dITO/SnO2/Perovskite/PVP/Spiro-/Au20.20%空气稳定性>2500hFTO/SnO2/Perovskite/PBDB-T/Spiro-/Au19.90%空气稳定性>3500h资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》，金胜利，2022，华泰研究2）备制复合电极：Ag在界面处与钙钛矿层扩散的碘离子形成AgI，目前复合电极一般做成ITO-铜-ITO结构，ITO直接跟组件结构接触，避免出现离子移动，此外，ITO的导电性能不是很好，而通过加入铜能提升其导电性能。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。20电力设备与新能源钙钛矿降本增效空间较大，未来空间星辰大海提效：短期多种提效路径并行，长期叠层打开效率天花板钙钛矿电池的实验室效率和产业界效率均有较大提升空间，实验室端，单结实验室效率现在最高为25.7%，由韩国蔚山国家科学技术研究所实现，产业端，头部钙钛矿参与者单结中试线仍在15%-16%左右，年内有望提升至18%，离钙钛矿理论效率天花板仍有较大空间。短期内，我们预计配方优化、材料改性等多种提效路径将并行，长期看，叠层是提效的终极手段，打开钙钛矿效率天花板。图表33：钙钛矿电池提效措施资料来源：《钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势》，金胜利，2022，华泰研究短期：配方优化、材料改性、界面修饰、钝化层等提效手段齐头并进1）配方优化。当前钙钛矿层配方尚未定性，学术界和产业界各家都在积极探索过程中，钙钛矿材料带隙随配方不同可调整，通过不断调整材料体系可以使钙钛矿层带隙向最优带隙靠拢，进而获得更高的发电效率，此外，也可以通过掺杂方式实现效率提升。2）材料改性。以介孔结构为例，目前常用的电子传输层（c-TiO2）和介孔层（m-TiO2）的微观结构都是球形粒子，有着堆积密度高、致密性好的优点，但缺点是效率不足。因此可以引入一维结构的粒子，其导电性更好、电荷传输能力更强。3）备制钝化层。实验室已有通过添加钝化层的方式来进行界面修饰的方案，其目的是减少界面缺陷带来的效率损失，进而提升效率。目前产业界厂商一般将钝化材料添加在钙钛矿前驱体溶液中进行钝化，随着后续对效率追求越来越高，钙钛矿GW级别大规模量产后，单独备制钝化层工艺有望于产业界也逐步导入。长期：叠层提效是钙钛矿提效的终极手段叠层结构是指不同光学带隙的电池进行堆叠，宽带隙电池作为顶电池吸收较高能量光子，窄带隙电池作为底电池吸收较低能量光子，实现子电池对太阳光谱分段利用。根据叠层电池的数量可分为双结、三结、四结等。目前结数最高为美国国家可再生能源实验室发布效率47.1%的六结电池（砷化镓），未来进一步优化后有望突破50%。虽然电池结数可以增多，效率可以提升，但成本增加也难以忽略，目前常规的结构是两结叠层，分为钙钛矿/钙钛矿叠层与钙钛矿/晶硅叠层两类。短期长期钙钛矿电池提效材料改性叠层配方优化备制钝化层其他提效手段免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。21电力设备与新能源图表34：钙钛矿叠层电池种类划分资料来源：《高效率双结钙钛矿叠层太阳能电池研究进展》，张美荣，2022，《高效率全钙钛矿叠层太阳能电池和组件》，2020，华泰研究两端结构简单，成本更低，工艺难点突破后更具大规模应用潜力。按照堆叠方式可分为两端和四端叠层电池。四端叠层电池由两个独立的电池堆叠，通过外电路连接，制备简单。但是，加倍的金属电极消耗和组件端工艺复杂性限制了大规模应用前景。两端叠层电池包括两个顺序制备的子电池和与二者相连的互联层，结构更加简单，电池器件和组件的制作成本更低，但是需要精巧的设计（如顶电池与底电池之间的光学耦合、制备工艺兼容性，互联层光学和电学的平衡等）才能实现高效率，备制难度较四端子更高。图表35：不同钙钛矿叠层电池的结构资料来源：《一种晶硅钙钛矿叠层太阳电池的制备方法》，2022，《一种硅基异质结钙钛矿叠层太阳电池制备方法》，2020，《一种具有倒置结构的钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池》、2022，华泰研究当前晶硅叠钙钛矿为主流，全钙钛矿叠层主要为仁烁光能布局。目前钙钛矿/晶硅叠层电池为主流：①杭萧钢构（合特光电）预计5月10日投产百兆瓦钙钛矿HJT叠层电池，目标电池效率28%；②宝馨科技设立合资公司西安宝馨光能科技有限公司，负责开展钙钛矿-异质结叠层电池技术的研发，核心团队为西安电子科技大学张春福教授、朱卫东副教授；③皇氏集团与深圳黑晶光电技术有限公司签署合作框架协议，共同推进TOPCon/钙钛矿叠层电池产品技术的研发、生产及产品应用，预计2023年效率达到26%以上、2024年达到27%以上、2025年达到29%以上，最终目标实现36%以上。全钙钛矿叠层则以仁烁光能为领军企业，2022年10MW中试线已投产，150MW量产线正处于建设阶段，公司预计将23年投产。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。22电力设备与新能源降本：降本空间较大，大规模量产后成本可降至0.6-0.7元/W，仅为晶硅极限成本的60%-70%钙钛矿降本空间较大，5-10GW级量产线的成本有望下降至0.6-0.7元/W，仅为晶硅极限成本的60%-70%。目前钙钛矿仍处于产业化的前期，尚未量产，成本较高。但钙钛矿降本空间广阔，具体可分为材料、能动、人工等成本下降带来的直接降本与效率提升摊薄成本带来的间接降本。我们预计随着材料端、设备端、能动与人工的降本持续推进，加之效率提升带来的成本摊薄，未来5-10GW级量产线的成本有望下降至0.6-0.7元/W，进而带动下游电站LCOE降低，远期看钙钛矿LCOE将低于晶硅极限LCOE，打开光伏发电降本天花板。图表36：钙钛矿降本资料来源：协鑫光电，华泰研究直接降本：材料、能动、设备投资额均有较大下降空间降本因素#1：TCO玻璃TCO玻璃透光导电，FTO取代ITO成主流。钙钛矿的玻璃为TCO玻璃，主要起透光和导电作用。钙钛矿电池初期使用ITO玻璃作为前电极，但逐渐被FTO取代。尽管FTO其导电性能比ITO略差，但具有成本低、激光刻蚀容易、光学性能适宜等优点，已成为TCO玻璃主流。国内曾生产TCO玻璃，因薄膜势微而关停产线。在十多年前的薄膜电池浪潮中，我国玻璃厂商生产过TCO玻璃，但由于薄膜电池与晶硅电池的后续竞争中性价比落后，硅料价格下跌导致晶硅电池性价比提升，薄膜电池需求下降，TCO玻璃产量较小或产线关停。电池厂规模化采购与TCO玻璃厂再度扩产后，预计TCO玻璃价格将出现较大下降。1）需求端，当前钙钛矿电池商产线规模小，小批量采购价格较高，随着钙钛矿电池扩产，规模化采购后价格将下降。2）供应端，TCO玻璃厂扩产也也会带来FTO玻璃供应量上升，价格下降。过去国内厂商有过生产TCO玻璃的经验，且根据金晶科技对玻璃产线的改造升级来看，产能扩张不是难题。随着钙钛矿的GW级别量产和产能扩张，钙钛矿厂商对FTO需求增加，吸引上游玻璃厂商入局，FTO玻璃有望实现大规模量产，最终成本将下降。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。23电力设备与新能源图表37：TCO厂商生产情况厂商生产情况金晶科技目前已具备两条年产1500万平方米的TCO玻璃的生产线，为了进一步满足市场的需求，2022年9月，金晶科技公告拟自筹资金投资4.5亿元，将全资孙公司滕州金晶玻璃有限公司二线600T/D玻璃生产线升级改造为TCO玻璃产线项目，建设周期约8个月。2022年10月，纤纳光电与金晶科技签订战投协议，未来纤纳光电每增加1GW的钙钛矿电池产能规划，金晶科技需配套不低于500万平方米/年TCO玻璃产能。亚玛顿2011年公司在招股书里披露FTO小试产品已经达到TCO玻璃技术标准，后于18年宣布不再进行TCO玻璃的研究。后又于2021年6月，钙钛矿领军企业纤纳光电与亚玛顿签署合作协议，未来双方将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度合作。根据公司2022年8月披露，具备ITO离线镀膜技术。多年前已有TCO玻璃技术设备的储备，因此也为纤纳光电提供相关的TCO产品。旗滨集团2010年公司开发出Low-E产线并量产，2011年实现在线TCO玻璃工业化生产并于2012年使用自产的TCO产品在漳州厂房屋顶兴建11MW光伏电站项目，为国家金太阳示范工程。后又于2022年9月披露，公司目前生产的TCO玻璃为FTO，具备规模化生产大面积FTO玻璃的能力。生产的TCO玻璃已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，公司2022年未继续规模化生产TCO玻璃。耀皮玻璃公司布局TCO玻璃已经十年有余，2011年8月9日板硝子与耀皮玻璃签署合作协议。日本的旭硝子为全球TCO玻璃最大厂商，而耀皮玻璃是国内唯一与其成立合资生产薄膜太阳能玻璃的厂商。根据耀皮玻璃官网，耀皮TCO玻璃是采用化学气相沉积（CVD）方法生产的掺氟氧化锡半导体薄膜，即FTO玻璃。洛阳玻璃洛阳玻璃主业为光伏玻璃，公司产能规划充足，现有并表主体未来拟逐步投产20100t／d光伏玻璃产能。此外，公司托管中建材旗下薄膜电池资产，后续有望择时收购，结合公司光伏玻璃前沿技术（如薄膜电池TCO玻璃生产能力、量产1.6mm以下超薄光伏玻璃能力等。），有望实现上下游协同。南玻A2012年南玻建成了TCO导电玻璃生产线并大量生产，2014年公司关停了TCO产线。后又于公司子公司吴江南玻一期规划700t/d和1000t/d两条大吨位浮法玻璃生产线。一线700t/d规划生产超白太阳能基板玻璃、在线low-e及TCO镀膜玻璃、微电子用玻璃基板；二线1000t/d规划生产超厚15-19mm及6m以上超大片玻璃基板；整体定位于经济发达的长三角高等市场。公司有ITO和TCO导电膜玻璃技术，其中ITO玻璃现在有量产。秀强股份在薄膜电池市场前景较好时，曾募资投建TCO玻璃，但后期因市场需求持续不足，项目年产30万平方米生产线建成后，一直未有批量生产，因此未继续扩产。2011年后该产线用于其它玻璃镀膜类产品生产，并且剩余资金改为其他用途。资料来源：各公司公告，华泰研究降本因素#2：材料钙钛矿材料本身相较晶硅具有纯度要求低（纯度要求仅95%，低于晶硅的99.9999%）、材料多样可设计性强（A、B、X位均有较多选择）、吸光系数高厚度薄（吸光层厚度0.3nm，晶硅最薄120um）等优势，因此原料用量少，价格便宜，不存在晶硅原材料的紧缺问题，钙钛矿层成本占比很低。两层电荷传输层与金属电极为材料成本大头，规模化生产后材料成本有望下降，并且随着原材料的不断更换实现效率提升带来的成本摊薄和更便宜的材料体系。图表38：钙钛矿厚度薄原料耗量少图表39：更换更低价材料降低成本资料来源：协鑫光电，华泰研究资料来源：《DesignandCostAnalysisof100MWPerovskiteSolarPanelManufacturingProcessinDifferentLocations》，KeithBrooks，2022，华泰研究降本因素#3：设备当前设备投资额较高，预计未来成本将降至当前的1/2。目前100MW线设备投资额1.2亿元左右，即单GW投资额12亿，主要由于目前钙钛矿设备仍处于探索期，以定制化需求、试验性需求为主，设备产能也较小。单GW设备投资额约12亿中涂布设备/PVD/RPD占大头。根据协鑫光电环评书，其100MW大面积钙钛矿光伏组件生产线主要包括2台涂布机，3台镀膜设备（2台PVD设备和1台RPD）以及4台激光机。我们预计每台涂布机/PVD设备/RPD设备/激光机的价格分别为1500/2000/3000/300万元，对应每100MW的总设备金额分别为3000/4000/3000/1200万元，价值量占比分别为25%/33%/25%/10%。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。24电力设备与新能源图表40：钙钛矿设备额估算主要设备设备价格（万元）设备数量（台）设备金额（万元/100MW）价值量占比涂布机15002300025.00%PVD设备20002400033.33%RPD设备30001300025.00%激光机3004120010.00%清洗、层压等其他设备8006.67%合计12000100.00%资料来源：协鑫光电，华泰研究预测未来设备成本有望降至5-6亿/GW，较当前下降50%。以协鑫光电为例，其100MW产线设备投资额1.6亿（2019年建成，故设备成本较当前稍高），其中1亿用于规划改造。待确定设备类型并规模化量产后，一方面改造升级的1亿元可以节省，同时单台设备的产能逐步提升，规模效应逐步显现，成本有望大幅降低；另一方面钙钛矿产业链短，不同于晶硅需要硅料、硅片、电池、组件多环节生产加工，钙钛矿组件可由单一工厂直接制成，生产高度集中化，成本下降空间更大，未来单GW投资额有望降到5-6亿元。图表41：钙钛矿产业链短图表42：钙钛矿投资额资料来源：协鑫光电，华泰研究资料来源：协鑫光电，华泰研究降本因素#4：能耗低温备制工艺、低纯度要求决定钙钛矿能耗较晶硅低。钙钛矿对原料纯度要求低，且可使用低温工艺，最高温度仅150℃；而晶硅对原料纯度要求高，需要经过反复提纯，最高工艺温度达1200℃，根据我们测算，从工业硅到组件晶硅全产业链电耗约0.31KWh/W，而钙钛矿能耗为0.12KWh/W，单瓦能耗不到晶硅的10%。电价上，目前钙钛矿工厂主要分布在东部沿海等电价较高的地区，未来规模化与搬迁至中西部低电价地区后，能耗成本将进一步下降。图表43：钙钛矿组件制造能耗低图表44：全国煤电基准价资料来源：协鑫光电，华泰研究资料来源：智汇光伏，华泰研究024681012141618晶硅钙钛矿（目前）钙钛矿（未来）硅料电池硅片组件设备投资改造升级(亿元）免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。25电力设备与新能源间接降本：提效全面摊薄成本效率提升带动组件成本与度电成本下降。当前钙钛矿效率15%-16%左右，根据极电光能、协鑫光电等厂商规划，到2023年平米级钙钛矿光伏产品将实现18%左右的效率，24年GW级别产线效率将提升至20%-22%，远期大规模量产后，效率有望提升至25%。效率提升将带来材料、能耗、设备折旧等成本的全面摊薄，我们预计100MW级产线量产后成本将控制在1.2元/W左右，1GW级在0.9元/W左右，未来产量足够大时（5-10GW量产）有望到0.7元/W以下。图表45：钙钛矿降本空间预测当前100MW级量产（跑通后）1GW级量产5-10GW级量产当前成本占比备注技术参数效率15%18%20%25%良率90%95%98%98%成本拆分TCO玻璃0.430.310.200.1224.25%单价（元/平，不含税）65.0055.0040.0030.00钙钛矿量产规模化采购+TCO玻璃GW级生产成本下降，TCO玻璃成本20元/平，假设30%毛利率3.2mm浮法玻璃0.150.110.100.078.21%单价（元/平，不含税）22.0020.0020.0018.00量产工艺稳定后，存在向2.0mm玻璃切换的可能POE胶膜0.110.080.060.055.97%单价（元/平，不含税）16.0015.0012.0012.00短期采购量提升降低采购价，24-25年POE国产化进一步降价丁基胶0.080.060.040.034.48%单价（元/平，不含税）12.0010.008.007.00短期采购量提升降低采购价，现在用进口丁基胶，长期国产化降价铝边框0.140.100.080.067.67%耗量（吨/GW）8000.006666.676000.004800.00效率提升摊薄单价（元/吨，不含税）17140.7115000.0013000.0013000.00接线盒0.060.040.030.023.36%单价（元/个，不含税）18.0015.0013.0012.00辅材成本合计0.960.700.510.3553.92%靶材（电荷传输层+金属电极）0.400.230.210.1422.38%采购量提升降低采购价+效率提升摊薄钙钛矿层0.050.030.030.022.80%采购量提升降低采购价+效率提升摊薄折旧0.240.130.090.0813.43%设备投资额（亿元/GW）12.0010.007.006.00远期设备投资额下降至5亿/GW折旧年限5.008.008.008.00量产后折旧年限提升能动0.080.060.030.034.20%电耗（KWH/W）0.150.130.110.09效率提升摊薄电价（元/kwh）0.500.500.300.30产能转向低电耗地区人工0.100.060.050.045.60%自动化程度提高降低用人量+效率提升摊薄成本合计（元/w，考虑良率）1.991.260.940.67资料来源：各公司公告，华泰研究预测钙钛矿打开光伏降本天花板，远期大规模量产后LCOE较晶硅更优钙钛矿GW级别量产LCOE可做到与PERC持平，远期大规模量产后将全面优于PERC，我们判断钙钛矿LCOE从追平到优于晶硅可分为三个阶段。1）阶段一：钙钛矿百兆瓦级量产后，转换效率达到18%，若组件寿命能达到15年，则钙钛矿LCOE可以基本打平PERC电站当前LCOE。2）阶段二：晶硅电池极限成本约为1元/W，假设一体化毛利率为15%，则对应约1.2元/W左右的售价（不含税）。以PERC电池23.5%效率，组件21%功率测算，25年晶硅电站度电成本约为0.27元/W。钙钛矿GW级别量产时效率为20%，组件成本0.94元/W，假设一体化15%毛利率，则组件价格对应1.10元/W，假设钙钛矿电站寿命15年，则钙钛矿LCOE已经打平PERC电站LCOE降本极限。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。26电力设备与新能源3）阶段三：钙钛矿远期大规模量产后（5-10GW级别量产）成本有望降至0.67元/W，对应钙钛矿组件价格将降至0.79元/W，仅为晶硅极限的65%左右，按15年寿命计算，对应电站的LCOE为0.24元/W，低于晶硅电站LCOE降本极限。图表46：钙钛矿与晶硅LCOE对比类别阶段组件功率组件生产成本一体化毛利率电站购买组件成本（不含税）使用年限LCOE钙钛矿100MW量产（23年E）18%1.2615%1.4815.000.301GW级别量产20%0.9415%1.1015.000.275-10GW量产25%0.6715%0.7915.000.24晶硅当前21%1.3115%1.5425.000.29远期21%1.0415%1.2225.000.27资料来源：各公司公告，华泰研究预测图表47：电站成本拆分项目种类晶硅成本（远期）晶硅成本（当前）钙钛矿100MW量产钙钛矿1GW量产钙钛矿5-10GW量产光伏组件1.221.541.481.100.79并网逆变器（含汇流箱）0.200.200.200.200.20升压设备0.260.260.260.260.26支架(普通支架）0.300.300.350.320.25电缆设备0.200.200.200.200.20入网外接线路0.200.200.200.200.20调试&入网检测0.100.100.120.110.08土建、支架基础、设备安装等0.500.500.580.530.42土地费用0.150.150.180.160.13EPC利润0.300.300.300.300.30合计（含税）3.433.753.863.362.83资料来源：各公司公告，华泰研究预测免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。27电力设备与新能源从0到1进行时，2024或成钙钛矿量产元年设备：国产厂商陆续完成出货交付钙钛矿电池核心设备主要包括真空镀膜设备、激光设备和涂布设备。镀膜设备部分国产设备即将进入生产阶段。以晟成光伏为例，公司的团簇型多腔式蒸镀设备已完成量产，并成功应用于多个客户端；涂布设备中德沪涂膜走在行业前列，公司钙钛矿核心涂膜设备全球市占率第一；激光设备中迈为、杰普特、帝尔激光相关激光设备均迎来出货交付阶段。图表48：国内钙钛矿设备厂商梳理资料来源：各公司公告，华泰研究电池：当前产业以百兆瓦级为主，2024或成钙钛矿量产元年目前产线多为兆瓦级，2024有望实现GW级落地。现阶段钙钛矿技术尚处于探索期，产能规模多为兆瓦级的中试线。2020-2021年，行业领先参与者如协鑫光电、纤纳光电和极电光能开始了百兆瓦级中试线的建设，虽有组件陆续得以生产，但整体成品的稳定性、光电性仍需测试，生产线的工艺流程仍需不断完善。新晋参与者如奥联电子、宁德时代、曜能科技、合特光能也纷纷加码钙钛矿新技术，积极推进兆瓦级中试线的建设。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。28电力设备与新能源图表49：钙钛矿产业化梳理厂商研发团队技术路线已有/在建产能中试线时间远期规划效率当前融资轮次投资主体协鑫光电三位创始人毕业于清华大学，董事长范斌博士师从钙钛矿领域开拓者瑞士洛桑联邦理工学院的MichaelGratzel教授单结100MW钙钛矿组件（1m2m）中试线21年投产，目前在跑线中2021GW级，24年有望投产22年底效率14%-16%，预计23年18%@20000cm2B+凯辉能源基金、腾讯、瑞庭投资等纤纳光电CEO姚冀众毕业于帝国理工大学，首席科学家杨旸毕业于加州大学洛杉矶分校单结100MW钙钛矿组件（0.6m1.2m）中试线21年投产，全球首款钙钛矿组件出货5000片2021远期5GW，24年GW级产线投产21.4%@19.32cm2（通过IEC61215稳定性认证）D三峡资本、招银国际、京能集团、普华资本等极电光能联合创始人于振瑞博士，知名科学家MohammadKhajaNazeeruddin担任首席科学家单结150MW钙钛矿组件（0.6m1.2m）中试线，22年底投产2022中期6GW（分三期建设，1GW+2GW+3GW），26年底到10GW，GW级产线招标23年启动，24年GW级产线投产18.2%@756cm2众能光电洛林大学胡国华教授团队单结200MW钙钛矿组件（1.1m1.3m）中试线22年底投产2022-18.07%@46.2cm2（通过IEC61215稳定性认证）战略融资华夏恒天万度光能长江学者、万人计划领军人才、华中科技大学韩宏伟教授团队单结200MW钙钛矿组件（1m1.6m）中试线202310-战略融资宜昌国投合特光电（杭萧钢构）-钙钛矿/HJT叠层100MW钙钛矿叠层中试线，预计不晚于2023年5月10日投产2023-28%(目标效率)宁德时代--正在搭建中试线---仁烁光能南京大学谭海仁教授团队全钙钛矿叠层10MW叠层钙钛矿组件中试线202224-25年启动筹备GW级产线24.5%@20.25cm2（稳态效率，通过日本JET认证）Pre-A三行资本、中科创星、苏高新创投、金浦投资等150MW钙钛矿组件中试线预计23年底建成，尺寸1.20.6，单结产线跑通后再上叠层2023曜能科技原北京大学周欢萍教授团队的段野担任COO钙钛矿/晶硅叠层钙钛矿叠层中试车间-30.83%@1cm2B高瓴资本、源码资本等宝馨科技西安电子科技大学张春福教授、朱卫东副教授团队单结或钙钛矿/晶硅叠层100MW产线预计24年底建成2024--大正微纳三清博士李鑫团队单结10MW柔性钙钛矿组件产线2024-21%@40cm60cm东方日升-钙钛矿/晶硅叠层产线规划中--无限光能清华大学电机系易陈谊副教授团队单结100MW大面积钙钛矿试验线2024->20%(试验线目标效率)天使轮碧桂园创投、耀途资本、光跃投资共同参投光晶能源武汉理工大学黄福志教授团队单结100MW钙钛矿组件中试线2023-20%@900cm2(目标效率)天使轮正轩投资领投，创新工场和鼎祥资本跟投锦能能源-钙钛矿/铜铟镓硒叠层钙钛矿/铜铟镓硒叠层电池产线规划中---奥联电子技术团队源自众能-2023年50MW钙钛矿中试线投产，尺寸1.20.620232024年120MW钙钛矿电池生产线投产，2027年形成2GW钙钛矿电池生产能力23年中试线目标效率15%-18%免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。29电力设备与新能源皇氏集团与黑晶光电合作TOPCon/钙钛矿叠层电池---2023年效率达到26%以上、2024年达到27%以上、2025年达到29%以上，最终目标实现36%以上脉络能源由暨南大学新能源技术研究院孵化，院长麦耀华带队组建单结计划2023年建设100MW钙钛矿电池中试线2023预计未来五年内形成GW级量产-天使轮国信思创领头，凡创资本、国华三新及高捷资本等跟投资料来源：各公司公告，华泰研究协鑫光电：领跑钙钛矿赛道，首条大面积钙钛矿产业线将迎来量产昆山协鑫光电材料有限公司成立于2019年，隶属全国新能源行业领先企业协鑫（集团）控股有限公司，主要负责钙钛矿太阳能组件的研发与生产。公司是全球唯一一家取得钙钛矿组件实用化产品商业认证的企业，在钙钛矿太阳能组件的研发和生产方面全球领先。截至2022年6月，公司累计申请专利106项，其中发明专利58项，实用新型专利47项，外观设计专利1项。钙钛矿行业龙头厂商，大面积组件效率纪录创造者。在钙钛矿电池领域，协鑫光电于2019年完成了尺寸为45cm×65cm的钙钛矿组件效率认证，经全球最权威的光伏组件商业认证机构TÜVRheinland认证，效率达15.31%（现已经提升至17%），是目前为止全球面积最大、组件效率认证最高的钙钛矿组件。图表50：协鑫光电45cm65cm钙钛矿组件资料来源：协鑫光电，华泰研究全球首条大面积钙钛矿中试线进展顺利，预计23年产线跑通。2020年，协鑫光电开始在昆山平谦国际产业园建设全球第一条100MW钙钛矿光伏组件量产线。2021年9月，该钙钛矿光伏生产线已经建设完成。2022年5月13日，协鑫光电宣布完成数亿元人民币B轮融资，此次融资将用于进一步完善公司100MW钙钛矿生产线和工艺。根据公司规划，23年100MW产线有望达产，效率将达到18%。百兆瓦级产线跑通后将启动GW级建设计划，公司预计24-25年GW级产线建成，量产效率达到20%-22%。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。30电力设备与新能源图表51：协鑫光电100MW大尺寸钙钛矿中试线图表52：协鑫光电1m2m钙钛矿组件资料来源：协鑫光电，华泰研究资料来源：协鑫光电，华泰研究纤纳光电：钙钛矿头部参与者，钙钛矿组件全球首发纤纳光电成立于2015年，是全球知名的钙钛矿光伏技术领军企业，总部设在杭州，在浙江省内有多个分支机构，致力于“钙钛矿前沿技术、钙钛矿材料研究、相关产品及高端装备的设计研发、低碳制造和市场化应用”，逐步构建创新、绿色、安全、高效的钙钛矿清洁能源体系。公司坚持自主创新，先后7次刷新了钙钛矿太阳能组件光电转换效率的世界纪录，获得全球首个钙钛矿组件稳定性认证及多倍加严认证；全球累计申报了300多项知识产权专利。钙钛矿组件全球首发。2022年5月20日，纤纳光电进行了钙钛矿α组件全球首发仪式。这条全球首个百兆瓦级0.6m1.2m钙钛矿组件产线有其独特优势：公司为这条产线配置了全球首个适合钙钛矿生产工艺流程的智能大脑，全自动设备与众多机械臂穿插配合，每40秒就能制造出一片α组件，实现了高效、稳定、节能的连续生产。图表53：纤纳光电α组件图表54：纤纳光电α组件三大特点资料来源：纤纳光电，华泰研究资料来源：纤纳光电，华泰研究极电光能：钙钛矿行业先行者，GW级钙钛矿产线24年有望落地极电光能起源于长城控股集团，2018年开始钙钛矿技术研发，2020年4月落地无锡。极电光能是一家专业从事钙钛矿光伏、钙钛矿光电产品研发和制造的创新型高科技企业。公司研发团队由欧洲双料院士领军，国内外资深钙钛矿专家、光伏产业化技术专家共同担纲，技术研发实力雄厚，已累计申请核心技术专利80余项，其中近90%为发明专利。组件效率不断提高，钙钛矿量产化技术日趋成熟。2021年，极电光能在63.98cm2的钙钛矿光伏组件上实现20.5%的光电转换效率；22年4月，又在300cm²的大尺寸钙钛矿光伏组件（SubModule）上，创造了18.2%转换效率新的世界纪录；近日，极电光能团队研制的756cm²大尺寸钙钛矿光伏组件转换效率达到18.2%。钙钛矿组件在面积放大的同时仍能保持较高的转换效率，证明极电光能钙钛矿量产化技术日趋成熟。高经济性钙钛矿材料成本低、单位面积发电量高、制备过程低碳节能优异的光电性能温度系数低、弱光效应好、无热斑效应和风险，实际工作表现优秀稳定用开启了年产品材料与工艺质保和年线性功率输出质保的产品体验免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。31电力设备与新能源全球规模最大中试线投产，首条GW级产线落地在即。公司150MW钙钛矿光伏生产线于2022年12月正式投产，是目前全球产能最大的中试线。其产品尺寸为1.2m0.6m，设计效率为19%，将首先应用于BIPV领域，布局以光伏幕墙、立面发电石材和屋顶光伏瓦为主的建筑光伏一体化。2022年8月16日，极电光能与无锡锡山经济技术开发区签约战略合作，将投资30亿元共同布局全球首条GW级钙钛矿光伏生产线，预计今年一季度启动土建工作，2024年下半年将建成产线并投产。奥联电子：构建钙钛矿太阳能电池产业链，推动钙钛矿光伏产业化发展成立光能科技子公司，布局钙钛矿太阳能电池产业链。为抓住钙钛矿太阳能发电技术的发展机遇，公司对外投资设立钙钛矿太阳能电池公司。2022年12月公司发布公告，公司的全资子公司海南奥联投资有限公司与自然人胥明军共同出资设立“南京奥联光能科技有限公司”并签署《投资合作协议》，投资占比95%/5%。协议约定奥联光能主要从事钙钛矿太阳能电池及其制备装备的研发、生产、制备、销售等。胥明军长期从事军工/科技型企业运营管理，在钙钛矿技术产业化所需要的材料配方、工艺研发、装备研制等领域具备核心竞争能力，公司与合作方发挥各自优势，钙钛矿业务将加速落地。构建钙钛矿太阳能电池产业链，推动钙钛矿光伏产业化发展。奥联光能规划成立钙钛矿研究院，并联合国内钙钛矿研发领先知名教授、专家团队，打造材料配方、工艺装备、组件生产三位一体的平台体系，开发包括但不限于刚性钙钛矿太阳能电池、半透明钙钛矿太阳能电池、柔性钙钛矿太阳能电池、钙钛矿晶硅叠层太阳能电池、钙钛矿/钙钛矿太阳能电池大面积及小型组件。根据投资合作协议约定，基于快速推进钙钛矿太阳能电池技术产业化进程的目的，可通过直接出资、对外股权合作及其他融资方式，组建奥联光能全资、控股或参股的钙钛矿电池生产公司，以扩大钙钛矿电池生产规模。目标五年内在钙钛矿电池研发、装备制造、规模、电池效率处于行业领先水平。公司计划2023年50MW钙钛矿中试线投产，2024年600MW钙钛矿装备和120MW钙钛矿电池组件生产线投产，力争5年内形成8GW钙钛矿装备和2GW钙钛矿电池组件生产能力，实现钙钛矿电池研发、装备研制和装备制造规模、钙钛矿电池效率处于行业领先水平。图表55：奥联电子发展历程及未来钙钛矿布局资料来源：公司公告，华泰研究皇氏集团：推动“农光互补”，进军钙钛矿电池领域斥资百亿元投资建设20GWTOPCon（后提升至26GW）超高效太阳能电池项目。2022年8月，皇氏集团宣布拟投资建设20GWN型TOPCon高效晶硅太阳能电池项目，正式进军光伏行业。目前公司TOPCon太阳能电池项目的一期工程已开工，预计23年4月份设备进厂调试,23年计划实现5GW电池生产线投产，2024年再增加8GW生产线投产。公司还与中国科学院(宁波)材料研究所建立了战略合作机制，在钙钛矿叠加TOPCon电池、光热一体化等前沿技术上，都正在进行相应的技术储备。2024年：120MW钙钛矿电池生产线投产2023年：50MW钙钛矿中试线投产2027年：形成8GW钙钛矿装备生产能力2001-2016年：2001年注册成立，公司以汽车动力控制零部件为主营业务，2016年在创业板上市2022年：成立光能科技子公司奥联光能，布局钙钛矿电池产业链2024年：600MW钙钛矿装备生产线投产2027年：形成2GW钙钛矿电池生产能力免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。32电力设备与新能源加强对外合作，进军钙钛矿/晶硅叠层电池领域。2023年1月31日，皇氏集团控股子公司皇氏农光互补与深圳黑晶光电签署钙钛矿/晶硅叠层技术合作框架协议，协议有效期自签订之日起两年。协议约定，深圳黑晶以其自有的技术研发及生产能力负责研究开发TOPCon/钙钛矿叠层电池技术，包括产品实验、技术调整及更新等，相关技术应用于皇氏集团TOPCon电池的生产，为有效提高皇氏集团TOPCon电池效能提升提供技术支持和服务，目标2023年效率达到26%以上、2024年达到27%以上、2025年达到29%以上，最终目标实现36%以上。图表56：皇氏集团发展历程及未来钙钛矿布局资料来源：公司公告，华泰研究2022年：1月成立皇氏农光互补子公司，8月启动20GWN型TOPCon高效晶硅太阳能电池建设项目2024年：计划新增太阳能电池生产线投产8GW，实现效率达到27%以上2023年：与黑晶光电签署钙钛矿/晶硅叠层技术合作框架协议；计划实现5GW产能，实现效率26%以上2025年：目标2025年太阳能电池效率达到29%以上，最终目标为实现太阳能电池效率达到36%以上2001-2010年：公司2001年注册成立；2010年在深交所挂牌上市，成为国内A股第四家上市的乳品企业2011-2021年：2014年更名为皇氏集团股份，迈向集团化发展；2021年正式发布《百亿级乳企战略规划》免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。33电力设备与新能源投资建议钙钛矿目前尚处于从0到1阶段，但产业化进展明显加速，预计今年将有接近1GW中试线扩产，爬产顺利情况下，多家头部参与者有望于今年启动GW级产线招标，24-25年有望看到多条GW级产线落地，凭借钙钛矿低成本、高效率、高发电量、应用场景广等优点，我们判断钙钛矿未来将有较为巨大的市场空间。从业绩释放顺序看，新技术发展初期设备商有望最先受益，国内设备商已陆续完成出货交付，其次是TCO玻璃/POE/丁基胶等辅材厂商，TCO玻璃厂商已开始出货，最后是电池厂，待到24-25年钙钛矿电池能够低成本大规模量产后，钙钛矿凭借多种优势有望较晶硅形成销售溢价，领先电池厂将享有超额收益。从发展可预见性看，短期内，辅材确定性最高，POE/丁基胶为钙钛矿封装必选项，国内TCO玻璃厂商已实现出货，丁基胶则处于进口替代进程中；中期维度内，设备商由于技术路径未定，风险机遇并存，激光为必选工艺，激光设备确定性相对较高，涂布/蒸镀/RPD设备优于技术路径未定，相对更有弹性；长期看，电池商确定性最高，不同于晶硅电池设备商的“交钥匙工程”，钙钛矿配方具有高度的可设计性与保密性，且电池效率和稳定性提升依赖于设备、材料、工艺三者协同，大量knowhow掌握在电池商手中，同时布局电池+整线设备的玩家最具有投资价值。图表57：报告涉及公司及代码公司名称代码佛山照明000541CH京山轻机000821CH大族激光002008CH大东南002263CH皇氏集团002329CH国星光电002449CH晶澳科技002459CH宝馨科技002514CH西子洁能002534CH亚玛顿002623CH康达新材002669CH木林森002745CH信义玻璃0868HK金信诺300252CH阳光电源300274CH利亚德300296CH奥联电子300585CH捷佳伟创300724CH迈为股份300751CH七彩化学300758CH帝尔激光300776CH国电南瑞600406CH杭萧钢构600477CH金晶科技600586CH三安光电600703CH耀皮玻璃600819CH福莱特601865CH赛伍技术603212CH欧普照明603515CH福斯特603806CH立达信605365CH杰普特688025CH德龙激光688170CH奥来德688378CH天合光能688599CH海优新材688680CH免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。34电力设备与新能源公司名称代码佛山照明000541CH晶澳科技002459CH木林森002745CH利亚德300296CH三安光电600703CH欧普照明603515CH立达信605365CH天合光能688599CH东方日升300118CH宁德时代300750CH杭萧钢构600477CH众能光电-晟成光伏-德沪涂膜-协鑫光电-纤纳光电-极电光能-万度光能-仁烁光能曜能科技大正微纳-无限光能-光晶能源-锦能能源-脉络能源-资料来源：Wind，华泰研究风险提示钙钛矿技术推进不及预期。由于钙钛矿技术目前尚处于导入发展期，其进度具有一定不确定性，若技术进展不及预期，将导致产业化进展变缓。设备验证进展不及预期。当前国产钙钛矿设备商出机以产线验证阶段为主，仍与进口设备的性能有一定距离，而验证进度与下游产线的建设进度密切相关，若设备验证不及预期，将对公司业务布局及前期投入的回报周期产生重大影响。下游需求景气度变化。受益于光伏行业高景气度及技术快速迭代，光伏新增装机规模持续增加，光伏设备需求旺盛。如果未来因为光伏行业竞争格局恶化等因素，导致扩产不及将带来行业景气下行风险。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。35电力设备与新能源免责声明分析师声明本人，申建国、周敦伟、边文姣，兹证明本报告所表达的观点准确地反映了分析师对标的证券或发行人的个人意见；彼以往、现在或未来并无就其研究报告所提供的具体建议或所表迖的意见直接或间接收取任何报酬。一般声明及披露本报告由华泰证券股份有限公司（已具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格，以下简称“本公司”）制作。本报告所载资料是仅供接收人的严格保密资料。本报告仅供本公司及其客户和其关联机构使用。本公司不因接收人收到本报告而视其为客户。本报告基于本公司认为可靠的、已公开的信息编制，但本公司及其关联机构(以下统称为“华泰”)对该等信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告所载的意见、评估及预测仅反映报告发布当日的观点和判断。在不同时期，华泰可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。同时，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。以往表现并不能指引未来，未来回报并不能得到保证，并存在损失本金的可能。华泰不保证本报告所含信息保持在最新状态。华泰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。本公司不是FINRA的注册会员，其研究分析师亦没有注册为FINRA的研究分析师/不具有FINRA分析师的注册资格。华泰力求报告内容客观、公正，但本报告所载的观点、结论和建议仅供参考，不构成购买或出售所述证券的要约或招揽。该等观点、建议并未考虑到个别投资者的具体投资目的、财务状况以及特定需求，在任何时候均不构成对客户私人投资建议。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。对依据或者使用本报告所造成的一切后果，华泰及作者均不承担任何法律责任。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。除非另行说明，本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现，过往的业绩表现不应作为日后回报的预示。华泰不承诺也不保证任何预示的回报会得以实现，分析中所做的预测可能是基于相应的假设，任何假设的变化可能会显著影响所预测的回报。华泰及作者在自身所知情的范围内，与本报告所指的证券或投资标的不存在法律禁止的利害关系。在法律许可的情况下，华泰可能会持有报告中提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，为该公司提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务或向该公司招揽业务。华泰的销售人员、交易人员或其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。华泰没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。华泰的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。投资者应当考虑到华泰及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。有关该方面的具体披露请参照本报告尾部。本报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布的机构或人员，也并非意图发送、发布给因可得到、使用本报告的行为而使华泰违反或受制于当地法律或监管规则的机构或人员。本报告版权仅为本公司所有。未经本公司书面许可，任何机构或个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人(无论整份或部分)等任何形式侵犯本公司版权。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并需在使用前获取独立的法律意见，以确定该引用、刊发符合当地适用法规的要求，同时注明出处为“华泰证券研究所”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。本公司保留追究相关责任的权利。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。中国香港本报告由华泰证券股份有限公司制作,在香港由华泰金融控股（香港）有限公司向符合《证券及期货条例》及其附属法律规定的机构投资者和专业投资者的客户进行分发。华泰金融控股（香港）有限公司受香港证券及期货事务监察委员会监管，是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司，后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司。在香港获得本报告的人员若有任何有关本报告的问题,请与华泰金融控股（香港）有限公司联系。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。36电力设备与新能源香港-重要监管披露•华泰金融控股（香港）有限公司的雇员或其关联人士没有担任本报告中提及的公司或发行人的高级人员。•捷佳伟创（300724CH）、阳光电源（300274CH）：华泰金融控股（香港）有限公司、其子公司和/或其关联公司实益持有标的公司的市场资本值的1%或以上。•有关重要的披露信息，请参华泰金融控股（香港）有限公司的网页https://www.htsc.com.hk/stock_disclosure其他信息请参见下方“美国-重要监管披露”。美国在美国本报告由华泰证券（美国）有限公司向符合美国监管规定的机构投资者进行发表与分发。华泰证券（美国）有限公司是美国注册经纪商和美国金融业监管局（FINRA）的注册会员。对于其在美国分发的研究报告，华泰证券（美国）有限公司根据《1934年证券交易法》（修订版）第15a-6条规定以及美国证券交易委员会人员解释，对本研究报告内容负责。华泰证券（美国）有限公司联营公司的分析师不具有美国金融监管（FINRA）分析师的注册资格，可能不属于华泰证券（美国）有限公司的关联人员，因此可能不受FINRA关于分析师与标的公司沟通、公开露面和所持交易证券的限制。华泰证券（美国）有限公司是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司，后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司。任何直接从华泰证券（美国）有限公司收到此报告并希望就本报告所述任何证券进行交易的人士，应通过华泰证券（美国）有限公司进行交易。美国-重要监管披露•分析师申建国、周敦伟、边文姣本人及相关人士并不担任本报告所提及的标的证券或发行人的高级人员、董事或顾问。分析师及相关人士与本报告所提及的标的证券或发行人并无任何相关财务利益。本披露中所提及的“相关人士”包括FINRA定义下分析师的家庭成员。分析师根据华泰证券的整体收入和盈利能力获得薪酬，包括源自公司投资银行业务的收入。•捷佳伟创（300724CH）、阳光电源（300274CH）：华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司实益持有标的公司某一类普通股证券的比例达1%或以上。•华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,及/或不时会以自身或代理形式向客户出售及购买华泰证券研究所覆盖公司的证券/衍生工具，包括股票及债券（包括衍生品）华泰证券研究所覆盖公司的证券/衍生工具，包括股票及债券（包括衍生品）。•华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,及/或其高级管理层、董事和雇员可能会持有本报告中所提到的任何证券（或任何相关投资）头寸，并可能不时进行增持或减持该证券（或投资）。因此，投资者应该意识到可能存在利益冲突。评级说明投资评级基于分析师对报告发布日后6至12个月内行业或公司回报潜力（含此期间的股息回报）相对基准表现的预期（A股市场基准为沪深300指数，香港市场基准为恒生指数，美国市场基准为标普500指数），具体如下：行业评级增持：预计行业股票指数超越基准中性：预计行业股票指数基本与基准持平减持：预计行业股票指数明显弱于基准公司评级买入：预计股价超越基准15%以上增持：预计股价超越基准5%~15%持有：预计股价相对基准波动在-15%~5%之间卖出：预计股价弱于基准15%以上暂停评级：已暂停评级、目标价及预测，以遵守适用法规及/或公司政策无评级：股票不在常规研究覆盖范围内。投资者不应期待华泰提供该等证券及/或公司相关的持续或补充信息免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。37电力设备与新能源法律实体披露中国：华泰证券股份有限公司具有中国证监会核准的“证券投资咨询”业务资格，经营许可证编号为：91320000704041011J香港：华泰金融控股（香港）有限公司具有香港证监会核准的“就证券提供意见”业务资格，经营许可证编号为：AOK809美国：华泰证券（美国）有限公司为美国金融业监管局（FINRA）成员，具有在美国开展经纪交易商业务的资格，经营业务许可编号为：CRD#:298809/SEC#:8-70231华泰证券股份有限公司南京北京南京市建邺区江东中路228号华泰证券广场1号楼/邮政编码：210019北京市西城区太平桥大街丰盛胡同28号太平洋保险大厦A座18层/邮政编码：100032电话：862583389999/传真：862583387521电话：861063211166/传真：861063211275电子邮件：ht-rd@htsc.com电子邮件：ht-rd@htsc.com深圳上海深圳市福田区益田路5999号基金大厦10楼/邮政编码：518017上海市浦东新区东方路18号保利广场E栋23楼/邮政编码：200120电话：8675582493932/传真：8675582492062电话：862128972098/传真：862128972068电子邮件：ht-rd@htsc.com电子邮件：ht-rd@htsc.com华泰金融控股（香港）有限公司香港中环皇后大道中99号中环中心58楼5808-12室电话：+852-3658-6000/传真：+852-2169-0770电子邮件：research@htsc.comhttp://www.htsc.com.hk华泰证券（美国）有限公司美国纽约公园大道280号21楼东（纽约10017）电话：+212-763-8160/传真：+917-725-9702电子邮件:Huatai@htsc-us.comhttp://www.htsc-us.com©版权所有2023年华泰证券股份有限公司前沿报告库是中国新经济产业咨询报告共享平台。行业范围涵盖新一代信息技术、5G、物联网、新能源、新材料、新消费、大健康、大数据、智能制造等新兴领域。为企事业单位、科研院所、投融资机构等提供研究和决策参考。扫一扫免费获取海量报告