钙钛矿行业专题分析：光伏电池的“明日之星”.pdf

钙钛矿行业专题分析：光伏电池的“明日之星”。钙钛矿太阳能电池一种新型化合物薄膜太阳能电池。钙钛矿是分子通式为 ABX3 的化合物，钙钛矿电池是指利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体 作为吸光材料的电池，可分为单结钙钛矿电池、叠层钙钛矿电池。根据钙 钛矿与晶硅或钙钛矿，可分为钙钛矿/晶硅叠层电池、钙钛矿/钙钛矿叠层 电池。钙钛矿电池具备转换效率高、低成本、产业链短等优势，在 BIPV、 分布式电源、地面电站等领域具有广泛应用。

钙钛矿单节、叠层均有很高理论转换效率，属于光伏电池“明日之星”。 在功率大型化发展趋势以及硅料限制下，光伏电池发展只有提高转换效率 这条路径，而晶硅电池的转换效率逼近材料理论极限效率 29.4%，单结钙 钛矿电池理论最高转换效率达 31%，多结钙钛矿电池理论最高转换效率 达 45%，转换效率远高于晶硅电池，催生钙钛矿太阳能电池发展。

钙钛矿电池投资成本低、产能成本低、降本空间大、生产效率高，竞争优 势足。单结钙钛矿电池成本优势明显，实现 1GW 产能需要的投资金额仅 约为 5 亿元左右，是同级别晶硅电池生产成本的 1/2 左右；原材料用量 少，占比仅 5%；生产垂直一体，用时相较于晶硅电池更短，100MW 单 结钙钛矿生产线从原料进入到组件成型仅需 45 分钟；纯度要求低、单瓦 能耗只有晶硅的 1/10；综合成本是晶硅电池的 1/2；实际发电效率高于晶 硅。叠层技术可以提高光电转换效率，将钙钛矿与晶硅叠层，两端叠电池 实验室效率超过 31%；而两端叠电池的理论效率可达 45%，远高于单结 电池的 S-Q 极限效率 33%及单结电池的实验室效率记录 25.7%。

钙钛矿太阳能电池生产流程短，9 步完成完整钙钛矿组件，生产效率高。 生产钙钛矿的具体流程为：输入 FTO 玻璃并用 PVD 设备镀阳极缓冲层→ 激光P1划线→钙钛矿涂布结晶→PVD第二道设备镀阴极缓冲层→激光P2 划线→PVD 再镀背电极→激光 P3 划线→进行激光 P4 刻画→封装，钙钛 矿只需从原料进入到组件成型 2 个环节。晶硅组件须经历硅料→硅片→电 池片→组件 4 大环节，钙钛矿环节少，生产效率高。

组件+设备+材料三端齐发力，钙钛矿产业化速度加快。①组件端中试线 逐步建设，部分组件实现出货。2021 年以来，以纤纳光电、协鑫光电、 极电光能为首的多家钙钛矿电池企业逐步走向商业化。其中协鑫光电于 2021 年 9 月建成全球首条 100MW 钙钛矿量产线；预计 2024 年建成 GW 级别产线。②设备端进入验收出货阶段，部分厂商已实现量产交付。以捷 佳伟创、京山轻机、众能光电、德沪涂膜、杰普特为首国产钙钛矿设备厂 商竞争实力雄厚。捷佳伟创 RPD 设备具有多项自主知识产权和极高技术 壁垒，2022 年 7 月公司首台套量产型钙钛矿电池核心装备出货。京山轻 机已具备钙钛矿 PVD 镀膜设备成熟供货能力。杰普特的钙钛矿激光设备 已推出二代产品方案。③材料端，靶材、富勒烯衍生物已进入审核验证阶 段，TCO 发展快已实现供货。靶材与导电玻璃占比钙钛矿电池成本最高， 分别为 34%、31%。金晶科技是为数不多掌握 TCO 导电玻璃技术且量产 企业之一，TCO 导电膜玻璃已经成功下线，并开始供货。隆华科技钙钛矿 电池用靶材当前已进入下游客户供货测试阶段。万润股份富勒烯应用技术 处于审核阶段。