深度报告-20220702-浙商证券-光伏设备行业行业深度报告_钙钛矿_下一代光伏新势力_渐成崛起之势_36页_4mb

钙钛矿太阳能电池：下一代光伏新势力

核心内容概览

钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为一种新型光伏技术，凭借其高光电转换效率、低成本、高柔性等优势，正逐步成为光伏行业未来发展的重点方向。其分子通式为 $\mathrm{ABX}_3$，具有优异的结构特性，适用于光伏、LED、BIPV等多个领域。

主要观点

• 高效率：单结PSCs理论转换效率可达31%，高于晶硅电池极限效率29.4%；与HJT叠层结合，可实现43%的理论效率。
• 低成本：PSCs的生产流程显著简化，产业链缩短，单位产能投入仅为晶硅的1/2，且组件成本有望大幅降低。
• 环保性：钙钛矿组件含铅量仅为晶硅的1/10，且符合RoHS标准，相较于晶硅更加环保。
• 量产性：尽管稳定性、大面积制备等问题仍需突破，但随着技术发展，已有多家厂商完成中试线建设，设备逐步进入验收出货阶段。

关键信息

1. 钙钛矿材料特性

• 钙钛矿具有高光吸收系数、高载流子迁移率等优点，被认为是下一代最具前景的光电材料之一。
• 具备质量轻、厚度小、柔性大、半透明等特性，适用于BIPV、电动汽车移动发电、可穿戴设备等领域。

2. 产业化进展

• 研发端：中国在钙钛矿领域专利申请占全球68%，学术研究与产业结合紧密，技术路线不断优化。
• 设备端：德沪涂膜、晟成光伏、迈为股份等国产厂商已实现核心设备量产，部分设备已成功交付。
• 电池端：协鑫光电、纤纳光电、极电光能等企业已建设中试线，部分实现量产，组件效率不断突破。

3. 市场空间预测

• 设备市场：预计2030年钙钛矿太阳能电池设备市场空间将达805亿元。
• BIPV市场：2025年BIPV潜在装机市场达203GW，对应市场规模约1210亿元；2030年BIPV市场将扩大至千亿级别。
• 电动汽车市场：预计2030年全球电动汽车市场钙钛矿贴膜空间为299亿元。

4. 技术难点

• 稳定性：目前钙钛矿组件T80寿命约4000小时，需通过封装、表面阻挡层等技术提升。
• 大面积制备：随着面积增大，效率下降，需优化涂布和PVD工艺。
• 环保问题：含铅钙钛矿存在污染风险，需向无铅化方向发展。

投资建议

重点推荐：迈为股份、亚玛顿、金辰股份、罗博特科、帝尔激光、捷佳伟创
重点关注：京山轻机、协鑫集成、隆基股份、宁德时代、天合光能、东方日升、通威股份、晶科能源、中来股份、聆达股份、金风科技、杰普特、拓日新能、杭萧钢构
关注非上市公司：德沪涂膜、协鑫光电、纤纳光电、极电光能、众能光电、万度光能

风险提示

• 光伏行业存在产品或技术替代风险。
• 钙钛矿稳定性、大面积制备、环保性等技术难题仍需突破。

图表目录

• 图1：钙钛矿材料八面体结构示意图
• 图2：钙钛矿太阳能电池结构及发电原理
• 图3：有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池光伏性能优异
• 图4：钙钛矿发光二极管具有“三明治”结构
• 图5：钙钛矿发光二极管色域广阔
• 图6：钙钛矿电池是第三代高效薄膜类太阳能电池的代表
• 图7：钙钛矿太阳能电池分为介孔型和平面型
• 图8：钙钛矿太阳能电池结构及工作原理示意图
• 图9：钙钛矿太阳能电池SEM照片
• 图10：钙钛矿太阳能电池效率提升快（数据截至2021年12月26日）
• 图11：各类太阳能电池实验室及产业化光电转化效率比较
• 图12：太阳能电池产业化进程迭代历史
• 图13：HJT电池结构
• 图14：TOPCon电池结构
• 图15：钙钛矿-硅异质结叠层电池结构图
• 图16：硅-异质结叠层产品示意图
• 图17：钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池效率记录达29.2%
• 图18：钙钛矿/晶体硅叠层电池效率的进展
• 图19：钙钛矿太阳能电池产业链显著缩短
• 图20：钙钛矿太阳能电池单位原材料投入显著低于晶硅类
• 图21：钙钛矿太阳能电池可低温溶液制备
• 图22：钙钛矿太阳能电池组件单瓦能耗仅为晶硅的1/10
• 图23：电池片成本占晶硅组件成本的60%
• 图24：钙钛矿成本仅占钙钛矿组件成本的5%
• 图25：太阳能电池金三角
• 图26：钙钛矿不稳定的原因
• 图27：钙钛矿太阳能电池稳定性的进展
• 图28：各种涂层技术制备的PSCs在随面积增大效率均有所降低
• 图29：晶硅太阳能电池的焊带中铅含量较高
• 图30：2009-2020年PSCs专利申请量提升迅速
• 图31：钙钛矿太阳能电池的大部分专利申请都来自中国
• 图32：钙钛矿太阳能电池制备过程较晶硅类大幅简化
• 图33：钙钛矿太阳能电池生产的主要设备为钙钛矿印刷设备及真空镀膜设备
• 图34：钙钛矿太阳能电池具备高柔性的优势
• 图35：2025年中国电动汽车总需求预计达2450.5万辆
• 图36：2025年全球电动汽车总需求预计达4978.2万辆
• 图37：晟成光伏合作客户
• 图38：2021年晟成光伏部分公司荣誉
• 图39：晟成光伏主要产品体系
• 图40：晟成光伏携手协鑫推进钙钛矿叠层电池产业化进程
• 图41：德沪涂膜主要经营范围
• 图42：德沪涂膜部分客户及合作伙伴
• 图43：德沪涂膜可提供从研发、中试到量产的系列精密溶液成膜设备、系统和全解决方案
• 图44：协鑫光电管理层研发背景深厚
• 图45：协鑫光电生产的钙钛矿组件
• 图46：协鑫光电具有世界领先的钙钛矿各类设备
• 图47：协鑫光电100MW产线布局
• 图48：极电光能研发的钙钛矿太阳能电池组件
• 图49：极电光能150MW试制线落地无锡
• 图50：极电光能未来产品规划
• 图51：极电光能“极曜”系列BIPV产品
• 图52：纤纳光电拥有年轻、高学历的管理团队
• 图53：纤纳光电不断突破钙钛矿小组件转换效率世界纪录
• 图54：众能光电专业从事钙钛矿太阳能光伏组件以及相关装备的研发和产业化
• 图55：众能光电发展里程碑
• 图56：众能光电18.08%大面积器件认证效率世界先进
• 图57：万度光能结构及100平米可印刷钙钛矿太阳能电池板示范系统介绍
• 图58：万度光能2400-7300㎡的独栋研发生产中心
• 图59：万度光能800-2500㎡的现代服务产业创新平台
• 图60：合特光电拟在全国落成数个产业基地

表格目录

• 表1：各类型钙钛矿太阳能电池世界纪录及保持单位（截至2021年12月26日）
• 表2：钙钛矿叠层电池组件效率上升22%，每瓦成本却值上升了6%
• 表3：预计钙钛矿太阳能电池单位产能投入是晶硅电池的1/2左右
• 表4：钙钛矿领域主要玩家及进展
• 表5：钙钛矿太阳能电池设备市场空间测算
• 表6：测算2025年BIPV潜在装机市场达203GW，对应潜在市场规模达1210亿
• 表7：钙钛矿设备厂商进展
• 表8：钙钛矿太阳能电池主要生产厂商情况梳理
• 表9：纤纳光电七次刷新钙钛矿小组件转换效率世界纪录
• 表10：钙钛矿设备、材料、电池相关公司估值表