产业研究报告 2024 年 03 月 12 日 电力设备及新能源 钙钛矿电池产业化发展研究报告 钙钛矿电池成本低、效率天花板高，有望成为主流太阳能电池技术。钙钛矿 太阳能电池是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，具有高能量 转化效率、价格低、重量轻、柔性大等特性。当前晶硅电池效率已经逐步接 近理论效率极限 29.4%，而钙钛矿单结电池的肖克利-奎伊瑟（S-Q）理论效 率极限为 33.7%，全钙钛矿叠层电池理论效率可达 44%，截至 2023 年底， 晶硅-钙钛矿叠层电池实验室效率已达 33.9%（隆基数据） 。原材料成本方面， 钙钛矿材料原材料具有易得、成本低、价格周期性弱的属性；生产过程中， 钙钛矿电池能耗低，加工过程无高温环节，能耗最低可达到 0.2 元/W。我们 认为钙钛矿电池具备转化效率的突出优势，同时产业环节精简、生产成本较 低，有望替代晶硅电池成为主流太阳能电池。 作者 分析师 于 夕朦 执业证书编号：S1070520030003 邮箱：y uximeng@cgws.com 联系人 于 振洋 执业证书编号：S1070122080010 邮箱：y uzheny ang@cgws.com 联系人 曾 宁馨 执业证书编号：S1070123060025 邮箱：zengningxin@cgws.com 产业化主体具备资金技术优势，为钙钛矿发展提供坚实保障。钙钛矿研发方 面，华能集团是最早从事钙钛矿技术研发的能源企业，多个央企均有钙钛矿 20 w 30 w 6 w 0双 .2 03 碳 06 文 0. 库 vi p 研发布局；产业化方面，当前钙钛矿产业化进展领先的企业大量背靠国资及 大集团：协鑫光电背靠协鑫集团，收获宁德时代、腾讯融资；极电光能获长 相关研究 1、 《能源基础设施 REITs 市场回顾与展望》2024-03-08 2、《2023 年“长时储能”产业发展及投融资概况》 2024-03-08 城控股集团投资，已建设全球首条 GW 级产线；万度光能背靠宜昌国投集团， 3、 《绿氨产业有望推动氢能规模化发展—氢能及燃料电 3GW 组件项目已开工。同时，各行业巨头均涌入钙钛矿赛道，宁德时代、华 池》2024-01-08 纳集团、比亚迪、京东方等纷纷押注钙钛矿。腾讯控股、宁德时代、比亚迪、 京东方 A 和华能国际总市值超 4 万亿。无论是国资背景还是各行业巨头，布 局钙钛矿的企业均具备雄厚的资金实力，具有推动技术发展所需的资源和灵 活性，可以大量投入研发创新，为推进钙钛矿产业化奠定坚实基础。 风险提示：原材料价格波动风险；技术进展不及预期风险；产业化投资不及 预期风险；政策变动风险。 请仔细阅读本报告末页声明 产业研究报告 内容目录 1. 钙钛矿基本情况介绍 ........................................................................................................................................ 4 1.1 钙钛矿电池原理 ....................................................................................................................................... 4 1.2 钙钛矿实验室效率提升和问题解决 ........................................................................................................... 4 1.3 钙钛矿电池的优点.................................................................................................................................... 6 2. 钙钛矿电池研究进展 ........................................................................................................................................ 8 2.1 钙钛矿行情复盘 ....................................................................................................................................... 8 2.2 能源央企押注钙钛矿，大力研发促进产业化 ........................................................................................... 10 2.3 技术不断突破，钙钛矿产线布局加速...................................................................................................... 11 2.4 钙钛矿正在 0-1 突破的时刻，有望成为未来主流路线 ............................................................................. 13 2.4.1 异质结发展历史 ........................................................................................................................... 14 2.4.2 异质结产业化缘何受阻？ ............................................................................................................. 15 2.4.3 钙钛矿产业化缘何成功？ ............................................................................................................. 18 3. 钙钛矿电池工艺路线进展 ............................................................................................................................... 20 3.1 大面积制备钙钛矿太阳电池的制备方式 .................................................................................................. 20 3.2 激光设备................................................................................................................................................ 22 图表目录 20 w 30 w 6 w 0双 .2 03 碳 06 文 0. 库 vi p 3.3 涂布设备................................................................................................................................................ 23 3.4 导电玻璃................................................................................................................................................ 24 风险提示 ............................................................................................................................................................ 24 图表 1： 钙钛矿材料示意图 ................................................................................................................................. 4 图表 2： 钙钛矿电池发展史 ................................................................................................................................. 5 图表 3： 钙钛矿电池转化效率演进....................................................................................................................... 5 图表 4： 钙钛矿电池与晶硅电池对比表（截至 2023 年末） ................................................................................. 6 图表 5： 钙钛矿电池柔性市场应用预测................................................................................................................ 7 图表 6： 100 元/㎡成本下，钙钛矿电池的资本金 IRR 测算表.......................