光伏设备行业钙钛矿专题报告：光伏电池新势力，产业化进程正加速光伏设备姚健-20230410-国海证券-39页_2mb

报告摘要

钙钛矿专题报告总结

核心内容

钙钛矿电池因其在转换效率和成本方面的显著优势，正成为光伏行业的新势力，产业化进程正在加速。钙钛矿电池的理论转换效率高，单结可达31%，2结叠层可达40%，3结叠层可达50%，远超晶硅电池的极限效率。同时，其量产阶段组件成本预计为0.5-0.6元/W，仅为晶硅组件成本的一半，具备显著的降本潜力。

主要观点

降本增效驱动发展
- 钙钛矿电池具备能耗低、成本低、环境友好等优势，其制备工艺简洁，可实现45分钟内完成，而晶硅电池需要3天以上。
- 量产阶段组件成本仅为晶硅电池的一半，且产能投资较低，预计可控制在5亿元/GW，仅为晶硅的1/2。
产业化进程加速
- 2022年被视为钙钛矿产业化元年，预计2023-2024年扩产加速，2025年将步入商业化阶段。
- 各企业正在推进百MW级产线投产和GW级产线招标，如众能光电、纤纳光电、协鑫光电、极电光能等。
材料方案尚未定型，优化空间较大
- TCO玻璃：是钙钛矿电池的重要组成部分，成本占比约34%。目前以FTO为主，未来FTO和AZO的渗透率提升有望降低成本。
- 背电极：学术端多用金、银，产业端多采用铜、合金或金属氧化物，碳电极具备成本和稳定性的优势。
- 空穴传输层：有机小分子（如Spiro-OMeTAD）和导电高分子（如PEDOT:PSS）应用广泛，但无机材料具备性能和成本优势。
- 电子传输层：常用无机氧化物（如TiO2、ZnO、SnO2）和富勒烯及其衍生物，产业端多采用SnO2及富勒烯。
- 钙钛矿层：作为吸光材料，需具备宽吸收带，带隙为1.4eV较为合适，材料、设备、工艺需同步优化。
设备方案是性能与成本的平衡
- 狭缝涂布：目前是钙钛矿层的主流方案，具备高效率、低成本、规模化优势，德沪涂膜市占率超70%，2023年有望实现设备自主化。
- 镀膜设备：包括溅射PVD、蒸镀、ALD、RPD等，其中捷佳伟创、京山轻机、奥来德、欣奕华等具备较强竞争力。
- 激光设备：德龙激光、大族激光、迈为股份等已实现钙钛矿量产应用，其中德龙激光率先实现百兆瓦级规模化量产。
- 整线设备成本：目前约1.2亿元/百MW，预计2025年将降至5亿元/GW。
产业化瓶颈
- 大面积制备：是商业化前提，钙钛矿层制备面临效率下降、均匀性差、退化等问题。
- 稳定性：是最大瓶颈，目前钙钛矿电池在持续光照下寿命约6.8年，远低于晶硅电池的25年，需通过材料优化、缓冲层、后处理等方式提升稳定性。
叠层电池是未来方向
- 两端器件：成为主流叠层方案，具有封装成本低、工艺适配性强等优势。
- HJT/钙钛矿叠层：具备透明导电层、对称结构、高开压等优势，有望率先实现量产。
- 全钙钛矿叠层：具备效率和成本优势，但技术门槛较高，仁烁光能为国内领先企业。