钙钛矿行业深度报告：钙钛矿渐行渐近，产业化已经拉开序幕-20231030-西部证券-34页_2mb

钙钛矿电池产业化进展总结

核心内容概述

钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为第三代太阳能电池技术，具有转换效率高、原材料易得、制造流程简化等显著优势，被视为光伏产业未来的重要发展方向。与晶硅电池相比，钙钛矿电池的理论效率可高达50%，且效率提升速度更快，当前实验室单结效率已突破25.7%。其产业化进程正在加速，2023年已有3条百兆瓦级产线投产，预计2025年将实现GW级量产。

主要观点

• 效率优势：钙钛矿电池在转换效率方面具有显著优势，且效率提升速度快，理论效率可达50%。
• 成本优势：钙钛矿太阳能电池的原材料成本和单位能耗显著低于晶硅电池，成本结构中钙钛矿材料仅占5%，且生产流程大幅简化，投资成本仅为晶硅的1/2。
• 技术路线多样化：目前钙钛矿电池的量产流程基本确定，薄膜制备方法多样，主流为狭缝涂布，电子传输层适合RPD，空穴传输层适合PVD，电极层多采用TCO玻璃。
• 封装技术重要性：封装对钙钛矿电池稳定性至关重要，通常采用POE材料，避免EVA胶膜带来的腐蚀风险。
• 叠层技术潜力大：钙钛矿与晶硅叠层电池具有更高的转换效率，是产业化最具潜力的路径之一，其中四端叠层因其简单性和成本优势更受关注。
• 产业化进展显著：国内已有多个企业完成百兆瓦级产线建设，部分企业已实现组件量产，设备订单和融资情况良好。

关键信息

1. 钙钛矿电池技术优势

• 高效率：单结电池最高效率为25.7%，理论极限效率可达31%；叠层电池最高效率可达33.7%，理论极限效率可达50%。
• 低成本：钙钛矿电池单位原材料投入仅为晶硅电池的1/100，生产成本显著降低。
• 低能耗：单瓦能耗仅为晶硅的1/10，生产过程更环保。
• 可设计性强：钙钛矿材料的带隙可调，便于优化光谱响应，提高光电转换效率。

2. 制造流程与技术路线

• 单结电池：主要包括激光切割、结晶等关键步骤，采用狭缝涂布等湿法工艺为主流。
• 叠层电池：分为两端、三端和四端结构，其中四端结构更简单且更具产业化前景。
• 封装材料：通常采用POE，因其良好的阻水、阻氧性能，适合钙钛矿电池。
• 设备应用：包括涂布设备、真空镀膜设备、激光刻蚀设备等，其中部分设备可与晶硅行业共用。

3. 产业化进展

• 国内产线：协鑫光电、纤纳光电、极电光能已建成百兆瓦级产线，部分企业已实现组件量产。
• 投资与成本：1GW产能投资约5亿元，单瓦成本预计降至0.7元，远低于晶硅电池。
• 技术挑战：包括稳定性差、大面积制备难、环境污染风险等，目前已有多种解决方案，如全无机钙钛矿、二维钙钛矿、表面阻挡层等。

4. 投资建议与风险提示

• 推荐公司：协鑫科技、曼恩斯特、捷佳伟创，建议关注京山轻机。
• 风险提示：包括技术发展不及预期、成本下降速度不及预期、技术路线不定、光伏行业需求不及预期等。

技术路线与设备

• 制备工艺：包括一步溶液沉积法、两步溶液沉积法、气相辅助溶液法、双源蒸镀法等，其中狭缝涂布和蒸镀技术应用广泛。
• 激光刻蚀：钙钛矿电池需四次激光刻蚀，以实现分片效果，提高电压和串联效率。
• 封装方式：包括完全覆盖封装和边缘封装，通常采用POE材料以提升稳定性。
• 设备厂商：迈为股份、晟成光伏、捷佳伟创、杰普特、德沪涂膜等已获得设备订单，部分已交付量产。

产业化前景

钙钛矿太阳能电池正逐步进入产业化阶段，2025年有望实现GW级量产。随着技术的不断优化和成本的逐步降低，其在光伏领域的竞争力将进一步增强，成为下一代光伏技术的重要组成部分。