[ 行 业 研 究 / 电 气 设 备 [Table_Title] 电气设备行业专题研究 钙钛矿：第三代光伏技术，产业化雏形 已现 [Table_Rank] 强于大市（维持） 2023 年 12 月 25 日 [Table_Author] 东方财富证券研究所 / 证 券 研 究 报 告 挖掘价值 投资成长 [Table_Summary] 【投资要点】 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 联系人：唐硕 ◆ ◆ ◆ 钙钛矿电池降本增效前景无限，单结覆盖 BIPV 等特殊场景，叠层赋 能晶硅进一步提效。钙钛矿电池具有转换效率上限高、吸光能力强、 带隙可调节、材料成本低、生产流程短等优势。我们认为，短期单结 钙钛矿有望率先应用于 BIPV 和 CIPV 等特殊场景，中长期钙钛矿与晶 硅电池叠层有望赋能光伏行业进一步提效。我们预计，到 2030 年钙 钛矿电池（单结&叠层）产能有望超过 400GW。 工艺端技术路线尚未统一，镀膜工艺为核心。钙钛矿生产流程可简化 为在 TCO 玻璃衬底（单结）或硅基（叠层）衬底上先后沉积空穴传输 层、钙钛矿层、电子传输层、导电层和背电极，其中穿插激光刻蚀工 艺起到切割、开槽和清边作用，最后进行封装测试。1）镀膜工艺： 钙钛矿电池镀膜的常见工艺包括以刮涂、狭缝涂布为代表的湿法镀膜 工艺和以 PVD、蒸镀、RPD、ALD 等为代表的干法镀膜工艺。从实际产 业化情况看，目前钙钛矿层通常采用狭缝涂布或真空蒸镀的方式沉 积，而空穴传输层、电子传输层可分别使用 PVD 和 RPD/ALD 工艺沉积。 钙钛矿各膜层的沉积方式与钙钛矿材料体系选择息息相关，未来随着 钙钛矿技术和材料体系变化，各类镀膜工艺均有应用空间。2）激光 刻蚀：钙钛矿电池涉及四道激光刻蚀工序，其中 P1、P2、P3 激光划 线目的是将部分膜层打开，把大面积钙钛矿电池分割为多个子电池， 并使多个子电池形成串联结构，而 P4 激光工序主要起到清边作用， 为后道封装前提。 上下游产研联动，产业化雏形已现。随着国内钙钛矿电池技术突飞猛 进，技术产业化有提速趋势，以协鑫光电、纤纳光电、极电光能等一 大批优秀企业先后落地钙钛矿百兆瓦中试线，并取得优秀的效率表 现，目前头部各家 GW 级产线均已规划建设，预计 2024 年有望落地。 同时，传统晶硅企业依托在晶硅电池上的技术积累，主攻叠层方向， 但多数仍处在实验室阶段。设备端，业内企业前瞻性布局钙钛矿镀膜、 激光等设备，产品快速迭代升级，京山轻机、捷佳伟创、德龙激光等 领先企业均已取得订单并实现出货。材料端，TCO 玻璃作为单结钙钛 矿电池衬底，成本占比居第一位，金晶科技在 2022 年 5 月已经实现 自主知识产权的 TCO 玻璃产线投产，耀皮玻璃通过收购也具备 TCO 玻 璃供应能力；钙钛矿各膜层所需金属靶材、TCO 靶材也有优秀企业可 供应。 【配置建议】 ◆ 1）镀膜设备推荐京山轻机、奥来德、捷佳伟创，建议关注微导纳米、 曼恩斯特、大胜达等；2）激光设备推荐德龙激光、杰普特，建议关 注帝尔激光、迈为股份、英诺激光等；3）TCO 玻璃推荐金晶科技，建 议关注耀皮玻璃等；4）靶材推荐隆华科技、阿石创等。 【风险提示】 ◆ 钙钛矿技术进展不及预期；钙钛矿扩产进度不及预期等。 电话：021-23586475 相对指数表现 [Table_PicQuote] 12.21% 3.79% -4.64% -13.06% -21.48% 12/25 -29.91% 2/25 4/25 6/25 电气设备 8/25 10/25 12/25 沪深300 相关研究 [Table_Report] 《特斯拉领衔，人形机器人商业化可 期》 2023.12.20 《温控：迈入液冷时代，储能与数据 中心温控增量可期》 2023.12.18 《Enphase：2024 年户用市场有望恢 复》 2023.12.08 《多晶硅：周期、成本和估值探讨》 2023.12.06 《氢燃料电池核心部件拆解，国产化 是必要途径》 2023.12.04 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 2017 正文目录 1.钙钛矿：第三代光伏技术，应用潜力无限........................................................ 4 1.1.钙钛矿材料：结构特性优异，光电应用潜力巨大........................................ 4 1.2.钙钛矿电池：降本增效前景可期，政策落地产业化提速............................ 5 1.3.单结覆盖特殊场景，叠层赋能晶硅提效........................................................ 9 2.工艺：技术路线尚未统一，镀膜工艺为核心.................................................. 13 2.1.生产流程：涉及镀膜、刻蚀、封装三大工艺.............................................. 13 2.2.镀膜工艺：钙钛矿电池核心工艺，湿法干法各有优势.............................. 14 2.3.激光刻蚀：形成电路结构，实现电池 S 型串联.......................................... 18 3.上下游产研联动，产业化雏形已现.................................................................. 19 3.1.新兴企业量产先行，晶硅研发快速跟进...................................................... 19 3.2.设备升级持续推进，配套材料逐步落地...................................................... 21 4.投资建议：关注设备、材料投资机会.............................................................. 23 5.风险提示 ............................................................................................................. 24 图表目录 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 图表 敬请阅读本报告正文后各项声明 1：钙钛矿物晶体............................................................................................ 4 2：钙钛矿晶体结构........................................................................................ 4 3：钙钛矿材料在光伏领域的应用................................................................ 5 4：钙钛矿材料制造高亮度 LED..................................................................... 5 5：钙钛矿电池工作原理（平面正向电池）................................................ 5 6：单结钙钛矿电池结构示意图.................................................................... 6 7：叠层钙钛矿电池结构示意图.................................................................... 6 8：单晶硅电池（蓝）与钙钛矿电池（红）实验室效率对比.................... 7 9：钙钛矿层厚度仅 0.3 微米........................................................................ 7 10：钙钛矿带隙覆盖范围广.......................................................................... 7 11：太阳能钙钛矿材料纯度要求低.............................................................. 8 12：协鑫光电 100MW 级别钙钛矿组件量产成本构成（%）........................ 8 13：晶硅电池及钙钛矿电池生产流程对比.................................................. 8 14：钙钛矿政策文件...................................................................................... 9 15：单结钙钛矿电池应用于 BIPV 和 CIPV 场景........................................ 10 16：隆基晶硅光伏幕墙转换效率 10%-20%................................................. 10 17：2020-2026 年中国 BIPV 新增装机规模（GW）................................... 11 18：不同结构太阳能电池理论效率极限.................................................... 12 19：TOPCon 电池升级路径 .......................................................................... 12 20：2021-2030 年钙钛矿（单结&叠层）产能预测（GW）....................... 12 21