2024年钙钛矿行业专题报告：叠层电池引领效率革命，钙钛矿产业化加速

钙钛矿研究概述

晶硅效率接近极限，叠层电池是晶硅的下阶段路线

晶硅路线提效缓慢，面临瓶颈难进一步提升。晶硅电池是光伏中最主流的路线，被广泛应用于新能源发 电领域。晶硅路线最高效率从2016年突破26.3%以后，花费了7年时间提升到27.1%，提效缓慢且艰难。 无论是TOPCon、HJT还是BC电池都属于晶硅路线，其理论极限效率受肖奎极限29.4%的限制，难以再 进一步提升。

钙钛矿晶硅叠层路线提效快、上限高，是晶硅的下阶段路线。叠层电池效率上限44%，比晶硅高14.6pct。 钙钛矿晶硅叠层路线自有效率记录以来，7年时间内效率从23.6%提升到33.9%（+10.3pct），提效速度 远高于晶硅（+0.8pct），并且高于钙钛矿单节电池（+4pct）。叠层电池效率距其理论极限还有10.1pct， 提效空间巨大。从效率表现来看，钙钛矿晶硅叠层和晶硅呈现出代际差异，是眼下众多光伏路线中最有 潜力的路线。光伏发展一向以降本增效为目标，叠层电池将会是晶硅的下阶段方案。

钙钛矿一级市场持续火热，先进技术有望点燃光伏板块行情

钙钛矿新技术受市场青睐，有望成为点燃整个行情的催化剂。去年一年时间以光伏ETF为例，二级 市场光伏行情回调比例接近腰斩的背景下，钙钛矿标的仍能持续密集融资并且拥有较高估值。钙钛 矿行业和传统光伏技术路线呈现出了显著的差异化，说明钙钛矿作为最有潜力的光伏新技术更受资 本市场认可，预计在光伏行情企稳之后，钙钛矿行业有机会成为整个光伏行情的催化剂。

钙钛矿及叠层电池产业链更新

基于商业逻辑：单节电池提效迈入量产，短期相对晶硅难有性价比

单节钙钛矿效率持续提升，行业迈入量产阶段。效率方面：2024年3月，钙钛矿电池平米级组件效率突 破19%，预计2024年底效率超过20%。目前行业头部企业协鑫光电、极电光能、纤纳光电等均经过了 长期的中试测试，2024年即将迈入GW量产阶段。成本方面：当组件效率在20%时，其成本大约在0.8 元/W。随着组件效率的提升，单瓦成本会进一步下降。

晶硅价格维持低位，单节钙钛矿难有性价比。单节钙钛矿电池产业化初期直接对标晶硅，力求在地面电 站大规模使用。其0.8元/W的组件成本在晶硅组件价格1.3元/W以上时具备显著性价比。但目前晶硅组 件成本与钙钛矿量产预期组件成本接近，严重影响了单节钙钛矿电池在电站端的商业逻辑。

基于商业逻辑：低效率产品难受电站端青睐

单晶替代多晶在于效率高、度电成本底。单晶硅电池实验室效率（27.1%）高于多晶硅（23.3%），最 终量产效率也更高。2016年后全球光伏中单晶组件市占率持续提升，目前挤压多晶组件市场份额至3% 以内。有两方面原因①技术进步，单晶组件降本增效具备性价比。单晶组件的生产成本快速降低，单 多晶组件实际价差开始低于合理价差，性价比开始反转。同时单晶组件转换效率高的优点更突出，促 进了其市占率的快速提升；②市场认可+政策补贴，渗透率快速提升。单晶组件转换效率高、度电成本 底，叠加补贴政策引导，成为了市场的首选。在单多晶近乎同价时候，单晶组件的优点被视为“免费 赠送”，促进了渗透率的快速提升。

单节钙钛矿效率低，性价比逻辑短期内在电站端难兑现。目前随着晶硅价格持续处于低位，晶硅组件 单瓦价格与钙钛矿量产初期价格接近，但晶硅发电表现更强，因此短期内单节钙钛矿电池性价比逻辑 难以在地面电站兑现。钙钛矿行业的产业化初期市场在于BIPV、CIPV等可以和晶硅差异化竞争的场景。

叠层路线相对晶硅发电优势呈现代际差异，兼容晶硅产线，商业逻辑更硬。叠层组件效率有望做到35% 以上，能源属性更强应用场景更广。钙钛矿晶硅叠层可以看做是晶硅路线上进行升级的产品，优势显 著。叠层电池生产端兼容现有晶硅产能，应用端下游接受度相对钙钛矿类薄膜电池更高。

基于工艺变化：蒸镀在单节及叠层电池中确定性增强

钙钛矿头部企业中式跑通，2024年迈入量产阶段。目前钙钛矿行业格局可以大致分为3个梯队：第3梯 队新融资的创业公司目前仍处于技术积累和技术放大阶段，优先突破效率记录；第2梯队的钙钛矿电 池厂如仁烁光能、脉络能源、光晶能源等经历了技术放大的阶段，2024年陆续进行百兆瓦中试，侧重 点在产线调试；第1梯队的头部企业如协鑫光电、极电光能、纤纳光电等陆续经过了长时间的中试线 调试，在23年陆续开始GW产线招标，24年开始部分产线投产，侧重点在产品提效和增强稳定性。

量产线对组件效率和稳定性要求更高，工艺发生变化。电池厂在研发、中试线上并行尝试的新工艺会 在迁移至量产线，其中最明显的变化是电子传输层、钝化层等膜层沉积对蒸镀工艺需求增加。

叠层电池：四端技术成熟率先量产，两端成本低或是最终路线

钙钛矿晶硅叠层分为两端和四端方案，钙钛矿电池厂主推四端方案。四端方案是大面积钙钛矿组件与 晶硅并联形成的电池，钙钛矿厂商凭借其大面积钙钛矿工艺优势主推四端方案。优点：并联结构下钙 钛矿晶硅分步制备，步骤解耦，四端方案兼容所有晶硅路线。对于钙钛矿电池厂只需采购晶硅电池片 完成组件级叠层即可量产。目前协鑫光电已有组件级叠层方案，2024年4月在1.7m2 叠层组件上实现了 26.36%的转换效率，预计2025年在2.88m2叠层组件上实现27%的转换效率。

两端方案在晶硅产线基础上延伸，是晶硅厂商主推路线。两端方案在晶硅产线上延伸，兼容现有产能， 是晶硅厂商主推方案。两端方案优点：在晶硅表面直接镀膜，无需TCO 玻璃这类价值量较高的额外辅 材，相对四端方案成本更低。但两端叠层技术难度大，目前处于产业化早期阶段。两端方案的难点在 于需在晶硅的不平整表面制备钙钛矿薄膜，且不同晶硅路线叠层的制备工艺存在差别。

两端、四端叠层：蒸镀工艺不可或缺

两端叠层：蒸镀是必须工艺。需要使用蒸镀与其他方案结合的路线解决钙钛矿层保型困难的问题。具 体可采用一步法、两步法镀膜。两步法分为①干湿结合路线：采用蒸镀先搭建无机盐碘化铅骨架，再 采用溶液法或者蒸镀方案沉积有机盐；②全干法路线：两步蒸镀沉积钙钛矿原材料，使其发生反应生 成钙钛矿薄膜。目前主流方案是干湿结合的蒸镀+狭缝涂覆方案。此外，全干法方案存在原材料挥发， 蒸镀速率慢等问题，倘若能解决这些问题，两步蒸镀方案就能满足大规模量产需求，届时有望成为叠 层电池量产的最终路线。

四端叠层：依托大面积钙钛矿制备，蒸镀确定性强。四端叠层需要在大面积钙钛矿基础上做机械堆叠， 钙钛矿部分的所有工艺在四端叠层中仍需使用，大面积钙钛矿量产线上电子传输层和钝化层采用蒸镀 工艺的确定性提高，因此对于四端叠层路线，蒸镀也是必须工艺。

行业核心催化

单节电池：GW级产线招标，钙钛矿迈入量产时代

头部企业GW级量产线招标，产线有望2024年落地。目前行业平米级组件效率达到19%以上，比去年 提升3pct。产业进展：头部玩家极电光能、协鑫光电、纤纳光电已于2023年下半年陆续开启GW产线 招标，预计2024年可以看到极电光能、协鑫光电的设备进场和产线投产。

量产线尺寸进一步放大，便于适配大板型晶硅组件制作四端叠层电池。钙钛矿行业中试线尺寸主要 有0.6*1.2m和1*2m两个版型，量产线在和这个面积基础上进一步放大。协鑫光电尺寸放大至 1.2*2.4m，极电光能尺寸放大至1.2*2.3m。可见都是在1.2m宽幅基础上，根据各家需求确定版型长 度，但总体都在2.8平米左右。钙钛矿这种薄膜电池面积放大一方面可以摊薄成本，另一方面也是为 将来做钙钛矿晶硅四端叠层做准备。

晶硅大厂：布局叠层迈入中式阶段

晶硅厂商新增资本开支，大力布局钙钛矿光伏。2024年之前看到众多晶硅大厂在钙钛矿及叠层技 术上有持续的研发投入和小规模设备采购。在2024年即将看到多家晶硅大厂在钙钛矿晶硅叠层路 线上新增资本开支，投建研发线或者中试线。随着晶硅厂商的大规模加入，钙钛矿及叠层技术方 面的人力、物力、财力相对早期只有创业公司投入的生态截然不同，钙钛矿叠层技术有望加速。

钙钛矿叠层路线进行百兆瓦级别资本开支理由充分：①经过钙钛矿电池厂对行业生态的持续培育， 钙钛矿材料、工艺、设备已相对成熟，叠层扩产前提已经具备。②研发及中式级别产线新增资本 开支不高，试错风险可控。

跨界龙头：切入钙钛矿路线发力光伏

宁德时代、比亚迪等企业跨界布局钙钛矿。宁德时代早在2022年就已经开始进行钙钛矿电池方面 研究，目前已有百兆瓦单节电池中试线，并且同时布局钙钛矿晶硅叠层电池。跨界龙头具备创业公 司不具备的研发投入和资源支持，宁德时代有望在中试线跑通后开启大规模量产。

京东方等面板厂商跨界布局钙钛矿。OLED面板和钙钛矿组件制备的工艺存在共性，都是大面积镀 膜，需要用到蒸镀等方案。面板厂商以及面板设备厂商可凭借自身的工艺优势切入钙钛矿领域，为 钙钛矿行业注入新的活力。除此之外可以看到明阳智能、中国核电等跨界玩家均在钙钛矿方面有所 布局，钙钛矿技术一旦出现突破，技术扩散和人才流动将会促使行业快速发展。

钙钛矿产业链投资分析

钙钛矿路线处于从0-1的阶段，产业迎发展拐点

为什么钙钛矿强调叠层逻辑？ 1、单节电池厂形成一致预期：加速布局叠层路线：随着晶硅成本持续处于低位，钙钛矿单节电池短期相对 晶硅难具备性价比。发展高效叠层电池成了单节电池厂必须要走的路线。头部厂商协鑫光电已经开启GW级 产线招标，技术路线为四端叠层电池，代表着钙钛矿企业对叠层逻辑的认可。宁德时代也同时布局单节和 叠层研发和生产。极电光能、纤纳光电的GW级产线均扩大面积至约2.8平米，也是为了便于后续进一步和 晶硅大板型组件形成叠层。 2、晶硅厂商形成一致预期：单节钙钛矿电池厂经过多年探索，在材料、设备、工艺方面已经为晶硅厂商趟 平了道路，现在有基本定型的材料体系、较为成熟的设备厂商、以及大量掌握钙钛矿工艺人才。因此晶硅 厂具备了投入叠层产线的先决条件。同时晶硅厂商面临产品升级换代的迫切需求，今年能观察到其在钙钛 矿叠层方面新增资本开支，如新建百兆瓦级叠层产线。晶硅厂密集布局钙钛矿叠层代表传统光伏产业对叠 层电池商业逻辑的认可，随着晶硅的持续投入钙钛矿及叠层电池产业会进一步加速。 3、设备厂商布局叠层电池：叠层电池需求广阔，诸多设备厂近两年持续进行叠层电池设备布局，以捷佳伟 创为例，目前已经具备提供叠层研发线、中试线整线能力。设备配套是叠层路线能快速发展的必要前提。

设备环节：关注形成整线能力的设备供应商

京山轻机：钙钛矿设备龙头，具备整线制造能力。京山轻机子公司晟成光伏主要负责钙钛矿设备业务， 依托PVD、ALD、蒸镀等设备，形成了钙钛矿及叠层整线制造能力。公司是业内较早完成钙钛矿设备开 发且有实际产品销售的企业。目前公司提供中式级钙钛矿及整体解决方案，并提供GW级钙钛矿量产装 备输出与技术支持。在钙钛矿行业正处于从中试线产线向GW级量产线发展的关键时点，公司有望顺应 产业趋势快速增长。2024年4月，晟成光伏钙钛矿单结及叠层太阳能电池整线设备项目成功交付。

捷佳伟创：钙钛矿及叠层路线全方位布局。捷佳伟创所涵盖的RPD、PVD等设备是钙钛矿制备中核心 设备，公司在此基础上形成了在大尺寸钙钛矿、钙钛矿HJT/TOPCon叠层、全钙钛矿叠层领域的整线能 力，全方位覆盖钙钛矿光伏技术路线。2023年7月公司拟可转债募资9.61亿元，投向钙钛矿及钙钛矿叠 层设备产业化项目。

设备环节：新玩家大胜达

深耕瓦楞纸包，外延并购拓宽业务布局。公司成立于2004年，主要从事瓦楞纸包产品的研发、生产、印 刷和销售，能为客户提供涵盖包装方案设计、研发、检测、生产、库存管理、物流配送等环节的全方位 纸包装解决方案。2021年起，公司谋求新发展，积极公司积极外延并购，切入纸浆模塑、烟酒包和光伏 设备领域。

收购Fornax B.V. 转型光伏。2024年1月新收购的荷兰Fornax B.V.公司已完成股权交割手续，进军光伏 薄膜电池镀膜设备领域。Fornax B.V.公司属于技术平台型公司，子公司SMIT掌握多种薄膜沉积技术和 热处理设备制造经验。主要为薄膜光伏（主要为碲化镉薄膜、铜铟镓硒薄膜、钙钛矿）、锂电池、功能 玻璃及显示、半导体等领域的客户提供定制化的精确热处理及镀膜控制设备。目前主要客户是碲化镉电 池厂，有望以纤纳光电量产线供货为契机打入钙钛矿行业。公司收购Fornax B.V.后，已在光伏领域贡献 985万欧元的订单，市场空间广阔。

报告节选：

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