光伏行業(yè)專題報(bào)告：鈣鈦礦電池技術(shù)，再塑光伏效率天花板.pdf

光伏行業(yè)專題報(bào)告：鈣鈦礦電池技術(shù)，再塑光伏效率天花板。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，有何來(lái)頭？鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是以鈣鈦礦型 （ABX3型）晶體為吸光層的新一代薄膜太陽(yáng)能電池，鈣鈦礦光吸收系 數(shù)高、材料成本低，鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝流程短，生產(chǎn)能耗 低；鈣鈦礦電池效率不斷提高，歷時(shí)多年鈣鈦礦電池光電轉(zhuǎn)換效率從 3.8%提升至 25.7%，有望打平甚至超越晶硅電池，而原料、制造成本 遠(yuǎn)低于晶硅電池，有望成為新一代的光伏技術(shù)；隨著相關(guān)企業(yè)逐步攻克 鈣鈦礦電池長(zhǎng)期穩(wěn)定性、大面積制備等關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)有望成熟。

鈣鈦礦疊層電池，效率幾何？鈣鈦礦疊層電池光電轉(zhuǎn)換效率有望達(dá)到 45%以上，含有多個(gè)吸光層的疊層電池，分別吸收不同波長(zhǎng)的陽(yáng)光，提 升了光的利用率；兩結(jié)電池理論極限效率 45%，三結(jié)極限效率 49%。 南京大學(xué)研發(fā)的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層電池，效率 28.0%；EPFL/CSEM 研制的鈣鈦礦/硅疊層電池，效率 31.3%，未來(lái)還將持續(xù)發(fā)展突破。

鈣鈦礦工藝，路在何方？鈣鈦礦電池核心結(jié)構(gòu)為電子傳輸層 ETL/鈣鈦 礦層/空穴傳輸層 HTL 組成的“三明治”薄膜結(jié)構(gòu)，工藝包括薄膜制備、 激光刻蝕、封裝三大步，關(guān)鍵在實(shí)現(xiàn)大面積高質(zhì)量薄膜制備。溶液涂布 法（刮刀涂布機(jī)，狹縫涂布機(jī)，絲網(wǎng)印刷機(jī)）、溶液噴涂法（氣壓或超 聲噴頭，壓電印刷設(shè)備）、氣相沉積法（磁控濺射 PVD, 反應(yīng)式等離子 體沉積 RPD，真空蒸鍍等設(shè)備）等薄膜制備設(shè)備正在同步發(fā)展。

鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)，誰(shuí)在推進(jìn)？協(xié)鑫納米、纖納光電等多家公司競(jìng)技鈣鈦礦 光伏電池產(chǎn)業(yè)化。蘇州協(xié)鑫納米投建的 100MW 量產(chǎn)線已在昆山完成 廠房和主要硬件建設(shè)，組件尺寸 1m×2m，組件效率 18%以上；杭州 纖納光電 22 年 5 月 20 日發(fā)布了全球首款鈣鈦礦商業(yè)化組件 alpha， 實(shí)現(xiàn)了 100MW 級(jí)規(guī)模量產(chǎn)。隨著多家的持續(xù)推進(jìn)，鈣鈦礦光伏電池 產(chǎn)業(yè)化的前景越來(lái)越明朗。

鈣鈦礦設(shè)備，誰(shuí)在布局？國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商德滬涂膜、眾能光電、捷佳偉 創(chuàng)、晟成光電（京山輕機(jī)子公司）、邁為股份、帝爾激光等積極布局鈣 鈦礦電池設(shè)備研發(fā)。德滬涂膜深耕狹縫涂布設(shè)備，供應(yīng)協(xié)鑫 100MW 量 產(chǎn)線；眾能光電已對(duì)外銷售刮涂/涂布一體機(jī)、磁控濺射、熱蒸發(fā)鍍、 ALD 和激光刻蝕機(jī)等工藝單機(jī)以及光伏組件整線近 100 臺(tái)套；2022 年 6 月，晟成光伏鈣鈦礦電池團(tuán)簇型多腔式蒸鍍?cè)O(shè)備量產(chǎn)，成功應(yīng)用多個(gè) 客戶端；2022 年 7 月，捷佳偉創(chuàng)鈣鈦礦電池 RPD 設(shè)備出廠發(fā)貨；邁 為股份、帝爾激光積極推進(jìn)鈣鈦礦激光設(shè)備。