鈣鈦礦設備行業深度報告：光伏0~1的顛覆性技術，設備跨界+多工藝并存.pdf

上傳者：新**
時間：2023/04/07
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鈣鈦礦設備行業深度報告：光伏0~1的顛覆性技術，設備跨界+多工藝并存。鈣鈦礦是光伏領域 0-1 的顛覆性技術，具有轉換效率高+低成本的優點。鈣鈦礦電池是第三代新型太陽能電池，是最具潛力和顛覆性的新一代光伏技術。其中的鈣鈦礦材料 ABX3 是有機金屬三鹵化物，具有非常優異的光電性質。1）鈣鈦礦材料帶隙可調節，理論效率高：鈣鈦礦是人工合成的材料，根據不同的材料配比，帶隙可以調節，并可以與晶硅做成疊層電池，就可以覆蓋大范圍帶隙，因而能夠吸收不同波長的光。2）材料、工序簡單，成本低：相比晶硅，鈣鈦礦工序大大縮短，單 GW 投資更低。鈣鈦礦電池廠本身就相當于組件廠，省去了晶硅電池前端的硅料提純、硅片切割等環節，整體生產成本上相較晶硅電池可大幅降低。同時鈣鈦礦的材料采用常見的物質人工合成，相比硅料價格更低。

鈣鈦礦電池的核心層“鈣鈦礦層”主要包括兩類鍍膜方法，總量上濕法占比更高，趨勢上干法近 2 年上升更明顯。目前鈣鈦礦層薄膜的制備主要有溶液法、氣相法兩類工藝，可單獨或組合使用。我們通過統計專利布局、鈣鈦礦電池&設備公司公開新聞角度分析目前兩種工藝的實際進度與發展趨勢。1）總量：濕法相關專利最多且發展時間較長，2014 年就有相關專利；干法專利數和發展時長次之，干濕結合法相關專利最少且最新，2021 年首次出現。2）趨勢：2021/2022 年鈣鈦礦企業相關專利布局總數熱度回升，其中濕法相較 2018-2020 年的平均水平差異不大，但干法相關專利數相較 2018-2020 年的平均水平有較大幅度的上升，同時 2021 年開始首次出現了干濕法相結合的專利布局。目前來看不同薄膜制備方法仍處于兩種技術并存發展的狀態。

鈣鈦礦適配疊層的優勢需要被重視。受益于可捕捉和轉換更寬光譜范圍，鈣鈦礦與晶硅疊層電池擁有更高的轉換效率。連續可調的帶隙寬度使得鈣鈦礦適合做疊層多結電池，與其他電池集成以后可以捕捉和轉換更寬光譜范圍的太陽光，獲得比單純晶硅電池或鈣鈦礦電池更高的光電轉化效率。EcoMat 研究表明鈣鈦礦/硅串聯太陽電池的理論效率極限為 46%，遠高于傳統晶硅電池；而根據 NREL 統計的最新實驗室數據，鈣鈦礦/晶硅疊層轉化效率快速提升，超過單晶硅電池。

各類工藝路徑的選擇仍在快速迭代中，產品布局更全的設備公司更具優勢。 加入統計非上市公司，涂布、各類真空鍍膜（磁控濺射 PVD、真空蒸鍍、RPD、 ALD）均有若干專業玩家，具備跨界進入鈣鈦礦行業的技術儲備（涂布來自鋰電 /平板顯示、真空鍍膜來自 OLED）。同時加入關注疊層后，各家公司對鈣鈦礦各層薄膜的制備均有不同的技術路線選擇，各類工藝也均有自身的優缺點。光伏行業的一大特點是技術迭代迅速，早期投資產線押注某一當下最成熟的技術也可能被彎道超車（已投產線的技術可能會迅速被更新的技術取代）。在此背景下，我們認為當前更具備競爭實力的是產品線更為齊全的公司，以應對上述不確定性。同時，相比晶硅電池，鈣鈦礦電池的特點是原材料占比低，因此鈣鈦礦產業鏈上設備環節的議價能力有望更強。