叠层钙钛矿电池：单结为矛，叠层为盾，下一代电池片技术或开始逐渐演绎！_41页_3mb

钙钛矿叠层电池技术分析总结

核心内容

钙钛矿叠层电池是一种通过结合不同带隙的子电池以提升整体光电转换效率的新型光伏技术。其原理是利用宽带隙顶部电池吸收高能量光子，窄带隙底部电池提高光子利用率，从而突破单结电池的S-Q效率极限。目前，钙钛矿/晶硅叠层电池是产业主流选择，而全钙钛矿叠层电池因无需晶硅材料、成本低、效率高，被视为未来发展方向。

主要观点

• 钙钛矿材料具有高吸光系数、可调带隙、长载流子扩散长度等优良光电性质，使其成为叠层电池的首选材料。
• 钙钛矿/晶硅叠层电池利用晶硅电池成熟的技术基础，通过钙钛矿作为顶电池，实现效率突破，适用于主流光伏电站。
• 全钙钛矿叠层电池具备更优的效率上限和更灵活的材料选择，但面临大面积制备和稳定性问题，需进一步优化。
• 4-T机械堆叠结构与2-T集成一体化结构是当前叠层电池研究的两大方向，前者更易制备但成本较高，后者更受产业青睐。

关键信息

1. 材料分类与结构

• 钙钛矿叠层电池可分为钙钛矿/晶硅、钙钛矿/TOPCon、钙钛矿/HJT、钙钛矿/CIGS与全钙钛矿电池。
• 钙钛矿/HJT电池因其结构适配性好、开路电压高，成为多数厂商的首选。
• 2-T集成一体化结构在产业中应用较多，因其所需透明导电层较少，成本较低；4-T机械堆叠结构则更易实现带隙匹配，但需更多透明电极。

2. 制备流程与设备

• ALD设备：在叠层电池中间层应用广泛，具备高精度和低温工艺，能有效提升效率。
• PVD设备：覆盖大部分制备环节，包括透明导电层、电子传输层等，技术壁垒较低，国内厂商较多。
• 主要PVD设备厂商包括捷佳伟创、京山轻机、奥来德、欣奕华、众能光电等。
• 微导纳米是ALD设备龙头，已获得叠层电池订单。

3. 产业进展

• 隆基、爱旭、合特光电、华晟、宝馨、聆达、天合、东方日升、通威等厂商已布局钙钛矿叠层电池。
• 杭萧钢构进展最快，已规划100MW中试线；宝馨科技计划2024年启动100MW产线建设。
• 仁烁光能已建成10MW全钙钛矿叠层研发线，正在建设150MW量产线。

4. 效率与稳定性

• 小面积钙钛矿/晶硅叠层电池效率已突破30%，全钙钛矿叠层电池效率有望进一步提升。
• 大面积制备仍面临效率与稳定性的挑战，尤其是钙钛矿材料易分解、稳定性不足。
• 提升稳定性可通过沉积氧化锡缓冲层、优化封装工艺、改善前驱体溶液等方式。

5. 投资建议

• 建议关注电池厂商后续进展，尤其是杭萧钢构、天合光能、东方日升、通威等已布局的企业。
• 关注PVD和ALD设备厂商，如微导纳米、捷佳伟创、京山轻机等，其设备在叠层电池中具有重要价值。
• 风险提示包括光伏装机不及预期、技术路径变化、量产速度低于预期等。

投资建议与风险提示

投资建议

• 电池厂商：关注杭萧钢构、天合光能、东方日升、通威等已布局叠层电池的企业，以及宝馨科技、聆达股份等新兴企业。
• 设备厂商：微导纳米、捷佳伟创、京山轻机等在钙钛矿叠层电池设备方面已有布局，具备投资潜力。

风险提示

1. 光伏装机不及预期：若光伏装机量下降，将影响钙钛矿叠层电池市场需求。
2. 技术路径变化风险：HJT、TOPCon等技术路线尚未完全确定，叠层电池技术存在不确定性。
3. 量产速度低于预期：目前钙钛矿叠层电池仍处于商业化初期，稳定性问题可能延缓量产进程。

总结

钙钛矿叠层电池凭借其高效率和低成本优势，成为下一代光伏技术的重要方向。尽管目前仍处于研发与试验阶段，但已有企业宣布产能规划，且部分技术路径已取得显著进展。未来随着量产技术的成熟，钙钛矿叠层电池有望在光伏市场占据重要地位，尤其在建筑一体化、车顶等特殊应用场景中。同时，PVD与ALD设备作为关键环节，其发展将直接影响钙钛矿叠层电池的产业化进程。