钙钛矿电池产业链深度报告I:差异化竞争,奠定产业化广阔前景_42页_4mb
报告摘要
钙钛矿电池产业链深度研究报告总结
核心内容
钙钛矿电池是一种新型化合物薄膜太阳能电池,自2009年问世以来,其光电转换效率迅速提升,从3.8%达到25.7%,理论极限效率可达31%,高于晶硅电池的29.4%。钙钛矿电池具有耗材少、成本低、产业链紧凑、总投资少、原料易获取、可迭代等优势,且可与多种电池叠层,提升整体转换效率。
主要观点
- 高效率与低成本:钙钛矿电池效率提升速度快,且在产业化初期具备显著的成本优势,其组件成本可达0.7元/W,远低于晶硅电池的1.95元/W。
- 差异化应用场景:钙钛矿电池具备轻薄、柔性、透光性强、短波长吸光能力强等特性,适用于BIPV(光伏建筑一体化)和CIPV(车载光伏)等特殊场景。
- BIPV与CIPV市场潜力大:预计2025年钙钛矿电池在BIPV领域的装机量可达35GW,对应市场空间1472亿元;在CIPV领域,单车配备4平米钙钛矿发电组件,可提供约20公里的续航增程。
- 产业化初期设备商受益:钙钛矿电池生产需要磁控溅射设备、RPD、涂覆机、蒸镀机、激光设备等,其中RPD和涂覆机是主要设备,2025年钙钛矿设备市场空间预计为132亿元。
关键信息
1. 钙钛矿电池的结构与材料
- 结构类型:包括介孔结构、正式平面结构、反式平面结构。反式结构便于产业化,正式结构多用于学术研究。
- 功能层:TCO导电玻璃、电子传输层(ETL)、钙钛矿层、空穴传输层(HTL)、背电极。
- 材料选择:TCO导电玻璃常用ITO、FTO;电子传输层多采用SnO₂、富勒烯及氧化物;空穴传输层多采用无机p型半导体如NiOₓ;钙钛矿层多采用FA系、铯系、多元材料系。
2. 钙钛矿电池与晶硅电池的比较
| 条目 | 钙钛矿电池 | 晶硅电池 |
|---|---|---|
| 单结最高效率 | 25.7% | 26.7% |
| 效率上限 | 31% | 29.4% |
| 器件厚度 | 500nm | >150um |
| 透光性 | 20%~55% | 无 |
| 吸光范围 | 350~800nm | 400~1200nm |
| 禁带宽度 | ~1.4,可调 | 1.1 |
| 弱光效应 | 强 | 弱 |
| 柔性 | 易制备为柔性电池 | 难以制备为柔性电池 |
3. 钙钛矿电池的产业化瓶颈与对策
- 效率衰减问题:大面积制备时效率下降严重,解决方案包括干法成膜、磁控溅射工艺优化、激光划线技术优化。
- 稳定性问题:钙钛矿电池易受水、氧影响,解决方案包括优化材料、加强封装、提高水氧稳定性。
4. 钙钛矿电池的市场空间测算
- BIPV市场空间:预计2025年钙钛矿电池在BIPV领域的市场空间可达1472亿元。
- CIPV市场空间:预计2025年CIPV市场空间将显著增长,具体数据未明确,但具备较大发展潜力。
5. 钙钛矿电池的产业化推进现状
- 主要企业:包括众能光电、协鑫光电、纤纳光电、极电光能、万度光能、曜能科技、黑晶光电、牛津光伏、Saule、亨特能源、合特光电、黎元新能源等。
- 设备与材料企业:建议重点关注捷佳伟创、京山轻机、杰普特、帝尔激光、德龙激光、西子洁能(参股众能光电10%)、金晶科技(TCO导电玻璃)等。
风险提示
- 钙钛矿技术推进不及预期
- 行业测算偏差风险
- 相关标的业务进展不及预期
- 相关标的业绩不及预期
- 研报使用的信息存在更新不及时风险
投资建议
- 股票评级:捷佳伟创(买入)、帝尔激光(增持)等。
- 行业评级:整体为增持,预期未来6~12个月内对同期基准指数涨幅在10%以上。
结论
钙钛矿电池因其高效率、低成本和独特性能,具备广泛的产业化前景。在BIPV和CIPV领域,其应用潜力巨大,预计2025年市场空间将突破千亿。随着技术进步和政策支持,钙钛矿电池有望成为光伏行业的重要组成部分,相关设备和材料企业将从中受益。
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