证券研究报告 电力设备 2023年09月03日 钙钛矿光伏电池—革新性潜力大，产业化进行时 李航(证券分析师) 邱迪(证券分析师) 彭若恒(证券分析师) S0350521120006 S0350522010002 S0350522040003 lih11@ghzq.com.cn qiud@ghzq.com.cn pengrh@ghzq.com.cn 相关报告 最近一年走势 电力设备 《——行业研究：HJT深度1：降银推动量产箭在弦上，铜电镀接力增效蓄势 待发链（推荐）*电气设备*李航》——2022-08-23 沪深300 0.0601 -0.0070 -0.0740 -0.1411 -0.2081 -0.2752 沪深300表现 表现 1M 3M 12M 电力设备 -7.6% -6.9% -25.3% 沪深300 -5.2% -0.4% -6.2% 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 2 重点关注公司及盈利预测 重点公司代码 股票名称 601012.SH 2023/09/01 EPS PE 投资评级 股价 2022 2023E 2024E 2022 2023E 2024E 隆基绿能 26.58 1.95 2.48 3.07 22.2 10.7 8.7 未评级 688223.SH 晶科能源 10.77 0.29 0.74 0.94 94.4 14.5 11.5 未评级 002459.SZ 晶澳科技 27.75 2.35 2.86 3.64 45.1 9.7 7.6 买入 688599.SH 天合光能 33.61 1.69 3.46 4.60 40.5 9.7 7.3 未评级 600438.SH 通威股份 32.16 5.71 4.20 3.58 17.6 7.7 9.0 买入 688472.SH 阿特斯 15.19 0.70 1.20 1.60 1601.4 12.7 9.5 未评级 300118.SZ 东方日升 20.01 1.06 1.70 2.30 23.42 11.19 8.29 买入 000821.SZ 京山轻机 17.69 0.49 0.71 0.93 33.47 23.28 17.74 买入 688378.SH 奥来德 41.52 1.10 1.33 1.90 45.4 31.86 22.30 买入 688170.SH 德龙激光 37.50 0.65 0.88 1.36 44.2 42.8 27.6 未评级 300724.SZ 捷佳伟创 87.60 3.01 4.98 7.04 37.88 17.80 12.58 买入 301325.SZ 曼恩斯特 96.81 2.26 3.03 4.86 122.1 31.9 19.9 未评级 600586.SH 金晶科技 7.33 0.25 0.45 0.61 8.0 16.2 11.9 未评级 资料来源：Wind资讯，国海证券研究所 补充注释:未评级的标的盈利预测来自万得一致预期 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 pOxOsQmPzQnNsQoPyRtRnRbRaO7NnPpPpNsRlOoOzQlOpPmQaQoPnRvPrNpRxNmQzR 3 核心提要 ◆ 1、钙钛矿电池是发展迅速的第三代太阳能电池，革新材料体系带来优异性能特点。钙钛矿是一类离子化合物晶体，作为 太能电池的半导体吸光材料具有带隙范围宽且连续可调、吸光能力强等优异特性，因此在电池理论转换效率和发电能力 方面皆高于主流晶硅材料电池，钙钛矿电池的材料体系十分丰富，也可以用作叠层电池以更大程度的利用太阳光谱能量， 达到40%以上的转换效率。 ◆ 2、钙钛矿电池在效率、材料、制造端的先天优势带来很高的产业化潜力， 但稳定性和大面积制作方面的核心挑战待解 决。钙钛矿电池具有很高的产业化潜力，一方面高电池转换效率和高发电量增益是推动光伏发电系统的度电成本LCOE 降低的核心因素，另一方面钙钛矿电池在生产端原材料十分易得，获取成本低廉，同时其制造环节少、工艺简短、能耗 低，因此未来在综合成本经济性上有望超越晶硅电池。当前钙钛矿电池的使用寿命还受限于稳定性，大面积制造后也存 在远低于理想效率的问题，不过目前有诸多手段正处于研究进程中，有望解决这两大问题。此外，BIPV等新兴运用场景 也有利于发挥钙钛矿电池外观丰富的优势并规避稳定性等问题，有望成为其产业化的桥梁。 ◆ 3、钙钛矿电池的规模化量产制造已形成一定方案，但核心环节仍有多种技术路线竞争中持续发展。单结钙钛矿电池与 组件的制造呈现“一体化”特点，在核心的前道电池制造工序中，膜层制作质量是电池性能的关键，大致可分为以夹缝 涂布为代表的“湿法”和以蒸镀、PVD、RPD为代表的“干法”，适用于不同的功能层制作和所用材料，总体各有优劣 且不断发展成熟，激光刻线则是比较固定的工艺。此外，“两端”叠层电池两个子电池上下为一体，“四端”叠层电池 两个子电池分别制作独立运行，两者的制作方法和难点也有所不同。 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 4 核心提要 ◆ 4、当前钙钛矿电池行业已经涌现出一批优秀的新兴企业，传统晶硅电池企业也在着力进行技术布局。国内协鑫光电、 纤纳光电、极电光能等新兴钙钛矿电池企业近年来发展迅速，凭借良好的研发团队实力在电池转化效率方面屡创世界纪 录，多种类型的产品已经在量产过程中，也已经有商业化的应用出现。在资本加持下，业内已有数条百兆瓦级钙钛矿电 池产线建立，随技术持续进步和验证，GW级产线也有望在接下来几年时间里放量。隆基、晶科、通威等传统晶硅电池企 业也在积极布局钙钛矿技术，以叠层电池为主要方向，为下一次产品的重大迭代升级做准备。 ◆ 5、设备、材料端已有诸多国内企业布局，把握“从0到1”过程中的先发红利。对于镀膜、涂布、激光等核心环节，已 有不少国内领先企业能提供性能优良的主要设备，在一些领域打破国外企业垄断，同时在镀膜玻璃、靶材等核心材料也 有国内企业实现了良好布局，在钙钛矿技术从实验室走向产业化过程中有望凭借先发优势率先受益。 ◆ 6、风险提示：技术进展不及预期、光伏行业需求波动、海外政策影响、其他能源竞争力加强、宏观经济下行影响行业 整体发展、数据测算和预测假设存在主观性。 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 5 一、钙钛矿电池：革新材料结构，优异性能特点 1.1 钙钛矿电池：发展迅速的第三代太阳能电池 1.2 钙钛矿晶体：离子化合物半导体，优异吸光性能 1.3 发电原理：光生载流子实现分离，可调带隙打破晶硅效率上限 1.4 电池结构：五层基本构造，可叠层制作多节电池 6 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 6 t w. t ww ku 资料的文库网站 http://www.tanwenku.cc/ 是网盘内容展示网站，可预览，可下 en 二、52wangpan.top nw 载 a ww w. .c c 一、双碳文库是一个地产人建立的专业的分享碳达峰碳中和 .c c 三、欢迎加入文库会员，199 一年，399 终身。所有资料网 ww w. we nk u. ta cc nw ww en w. ku ta 盘共享,加小编微信有优惠。 子 ku .c c 见面礼：B 站最全收费类课程合集： ta n 四、加入会员，可获赠价值 999 全网资源，影视，游戏，亲 u. cc en ww w. 自取地址 ：https://www.aliyundrive.com/s/7tXbEop6K5G 1.1钙钛矿电池：发展迅速的第三代太阳能电池 ◆ 钙钛矿为第三代太阳能电池代表：过去在60多年的时间里，已经有三代太阳能电池发展出来。第一代是以硅材料为基本材料的太阳能电池，是 目前最成熟的主流商业电池；第二代是薄膜太阳能电池，以铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)电池为代表，相比第一代具有厚度薄、光电转化 效率高等的优势，但部分因素也限制了这类电池的发展，如部分材料储量稀少或有毒性，制备过程复杂等；第三代为新型太阳能电池，主要包 括钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池。 ◆ 诸多优异特性，从诞生起备受关注，成为产业界和学术界热点：钙钛矿电池在2009年才首次诞生，但因其在理论转换效率、发电能力、低生 产成本、多应用场景等方面的优秀潜力，在学术界和产业界受到了大量的关注和重视。从2021年到2022年，钙钛矿领域投资额已经接近100 亿元。在之前的几年中，据Web of Science统计，其上的钙钛矿文章的数量增加到了惊人的10000篇/每年。 图表：太阳能电池发展历程 资料来源：东方富海，国海证券研究所 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 7 1.2 钙钛矿晶体：离子化合物半导体，优异吸光性能 ◆ 钙钛矿材料是一大类具有ABX3结构离子化合物的统称。钙钛矿最初指代CaTiO3矿物，以俄罗斯矿物学家 Perovski 的名字命名，现在已经成为 一大类具有ABX3类似结构化合物的统称。从晶体结构来看，A位阳离子占据正方体的八个顶点，阴离子 X 填充在晶格 6 个面的中心位置，而B位 阳离子则位于正方体晶格的体心位置，其中 BX3又构成了一个正八面体。 ◆ 光伏领域钙钛矿材料一般为有机无机卤化物钙钛矿材料。1）A位为正一价的有机或无机阳离子，主要为甲胺离子（CH3NH2+，简记MA+）、甲 脒离子（CH(NH2)2+，简记FA+）和金属铯离子（Cs+） ，2）B位为正二价的金属离子，包括亚铅离子（Pb2+）、亚锡离子（Sn2+） 和亚锗离 子（Ge2+）等，3）X位为负一价的卤素阴离子，主要为碘离子（I-），溴离子（Br-），氯离子（Cl-）。 ◆ 钙钛矿材料用于制作太阳能电池具备优异的光电性能。钙钛矿材料作为一种半导体材料，不仅可以通过光生伏特效应将光能转化为电能，还具有 独特性能：1）载流子扩散长度长，激子结合能低，更容易解离为自由载流子，有利于形成有效光电流，2）光吸收系数高，钙钛矿为直接带隙半 导体光吸收系数比硅高出很多，有效减小了吸光层所需的厚度和收集光生载流子的难度，3）非辐射复合低，钙钛矿晶粒的大小和晶界在一定范 围内对缺陷密度的影响不是很大，有利于高开压和高效率。 图表：钙钛矿晶体结构示意图 资料来源：《低成