鈣鈦礦行業深度報告：下一代光伏電池新秀產業化曙光初現-230206（63頁）.pdf

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1、下一代光伏電池新秀，產業化曙光初現-鈣鈦礦行業深度報告證券研究報告行業研究電力設備與新能源行業1電新首席證券分析師：曾朵紅執業證書編號：S0600516080001聯系郵箱：新能源首席證券分析師：陳瑤執業證書：S0600520070006聯系郵箱：2023年02月06日2摘要提效快、成本低，鈣鈦礦潛力十足！鈣鈦礦為有機無機金屬鹵化物ABX3，可由人工合成，配方達幾十萬種，且材料光電損失小。效率上：晶硅電池理論效率極限29.4%，目前最高已達26.8%，而單結鈣鈦礦肖克利極限33.7%，可調整配方來靠近理論上限。鈣鈦礦疊層發展潛力更廣！成本上：鈣鈦礦材料可人工合成、原材料成本低、不易受限，GW級

2、別量產鈣鈦礦材料成本占比約3%，組件成本1.0元/W，5-10GW級別量產，組件成本可降至0.5-0.6元/W。應用上：鈣鈦礦具備輕薄、可彎曲特性、同時顏色可調節，在BIPV和車頂光伏市場具備競爭力，可廣泛應用于各種場景，有望成為新一代光伏發電明星材料！單結/疊層多元發展，鈣鈦礦技術百花齊放！鈣鈦礦電池結構主要分為單結和多結疊層電池。單結電池結構分為介孔結構和平面正式或反式結構，目前單結電池產業化主要為平面反式結構。疊層結構分為窄帶隙底電池、互聯結/隧穿結、寬帶隙頂電池三部分；兩端疊層成本低、寄生吸收少，兩電池電流需嚴格匹配，具備產業化生產前景；目前鈣鈦礦/晶硅疊層研究進展領先，實驗室效率最高

3、可達32.5%。不同技術路線各有優劣，目前晶硅大廠傾向選擇鈣鈦礦/晶硅疊層的路線，全鈣鈦礦路線更適合初創企業。工藝鑄就核心競爭力，設備國產化降本可期！鈣鈦礦電池組件生產共需要鍍膜、激光、涂布、封裝四種設備，鍍膜設備價值量最高。目前MW級產線設備總投資約1.2億元，其中鍍膜：激光：涂布：封裝設備投資比例為50%：25%：15%；10%，未來鍍膜設備國產化為降本主要途徑；鈣鈦礦層作為電池的最核心層主流方法采用狹縫涂布機制備，德滬涂膜產業化進程領先，2022年市占率達70%以上；激光設備國產化進程較快，封裝設備承接晶硅組件封裝，傳統供應商有望受益。技術+政策+資金助力，產業化曙光初現！鈣鈦礦產業化階

4、段具有壽命及穩定性、大面積制備難度、鉛污染等問題，目前業內通過添加劑、組分工程、設備工藝改良、加強封裝等多種手段來應對。協會推動建立行業標準，多家公司的鈣鈦礦產品通過IEC雙85測試，進入量產階段。目前纖納光電、協鑫光電、極電光能產業化進度領先，百兆瓦級別產線已搭建完成，GW級產線籌備中，23年或有GW級設備招標；眾能/仁爍/萬度光能、寶馨科技、奧聯電子、寧德時代百兆瓦級別產線搭建中，預計23/25/30年全國合計鈣鈦礦組件產能1.25/7.4/142GW，產業化在即！市場空間廣闊，鈣鈦礦前景星辰大海！需求端看，光伏裝機需求向好+滲透率提升帶動鈣鈦礦市場空間廣闊，2025/2030年全球地面電

5、站鈣鈦礦需求分別為0.3/25.0GW，2025/2030全球分布式鈣鈦礦需求分別2.3/70.5GW,2025/2030整體市場空間為2.6/95.5GW,2022-2030CAGR達146%，市場空間廣闊。投資建議：降本增效促進下，鈣鈦礦有望成為下一代光伏電池技術方向，重點關注：1）鈣鈦礦組件：隆基綠能、天合光能、晶澳科技、晶科能源、通威股份，關注東方日升、杭蕭鋼構、奧聯電子等；2）設備：關注捷佳偉創、邁為股份、京山輕機、大族激光、帝爾激光、德龍激光、杰普特、奧來德、德滬涂膜（未上市）；3）封裝：福斯特、海優新材，關注天洋新材、激智科技；4）TCO玻璃：關注金晶科技、耀皮玻璃。5）關注鈣鈦

6、礦領先創業公司：纖納光電、協鑫光電、仁爍光能、極電光能、耀能科技、黑晶光電等（未上市）。風險提示：競爭加劇，政策超預期變化，可再生能源裝機不及預期，原材料供給不足等。2YnUrUgUpYbWwOxPaQaObRtRpPmOpMlOoOpNiNoOoR6MmMxOuOrRtRuOmOnN3目錄目錄3PartPart1:1:提效快、成本低，鈣鈦礦潛力十足提效快、成本低，鈣鈦礦潛力十足Part2:Part2:單結單結/疊層多元發展，鈣鈦礦技術百花齊放疊層多元發展，鈣鈦礦技術百花齊放Part4:Part4:技術技術+政策政策+資金助力，產業化曙光初現資金助力，產業化曙光初現Part3:Part3:工藝

7、鑄就核心競爭力，設備國產化降本可期工藝鑄就核心競爭力，設備國產化降本可期Part5:Part5:市場空間廣闊，鈣鈦礦前景星辰大海！市場空間廣闊，鈣鈦礦前景星辰大海！4PART1 提效快、成本低，鈣鈦礦潛力十足5鈣鈦礦電池：薄膜電池新星，產業化星火燎原 鈣鈦礦材料是有機無機金屬鹵化物ABX3，可由人工合成，材料性質可使光電損失小。鈣鈦礦材料是ABX3型八面體結構，原材料儲量豐富，可廣泛由人工合成；鈣鈦礦材料具備高光電吸收系數、長載流子擴散長度、淺缺陷能級，多方面促成鈣鈦礦光電損失小。鈣鈦礦電池具有降本增效、高弱光效應、應用場景廣闊優勢，是新一代量產光伏電池的優良選擇。鈣鈦礦帶隙可調節，通過不同帶

8、隙電池疊層，可最大程度吸收光子，效率上限遠高于晶硅電池極限；鈣鈦礦具備高光吸收系數，電池在陰天以及日出、日落等弱光場景也能正常工作；鈣鈦礦電池可廣泛應用于BIPV和車頂光伏，下游市場廣闊。鈣鈦礦電池結構主要分為單結和疊層結構，疊層結構效率上限高，但是技術難關多，目前鈣鈦礦/晶硅疊層是大部分廠商選擇的技術路線。單結鈣鈦礦電池結構是類似三明治層狀的5層結構，結構簡單；疊層電池是寬帶隙電池和窄帶隙電池堆疊，以實現光譜最大程度吸收，目前雙結疊層鈣鈦礦電池效率可突破43%，但是疊層電池存互聯層光電損失大、底電池不穩定等問題，技術方面有望進一步升級。綜合考慮疊層電池效率、成本、工藝難度，目前大部分晶硅廠商

9、為發揮晶硅技術優勢，選擇鈣鈦礦/晶硅疊層路線。數據來源：纖納光電、東吳證券研究所圖：鈣鈦礦電池組件6鈣鈦礦材料有機無機金屬鹵化物ABX3 1839年，在俄羅斯烏拉爾山脈，德國礦物學家GustavRose發現了礦物質鈦酸鈣CaTiO3，之后俄國礦物學家Lev Alekseyevich von Perovski將其命名為“Perovskite”。后來ABO3型氧化物的簡單鈣鈦礦被廣泛研究，于是人們以“perovskite”一詞來描述龐大的鈣鈦礦家族及其衍生化合物。目前光伏領域的鈣鈦礦材料是指具有半導體特性的鹵素鈣鈦礦材料ABX3。A代表一價有機或無機陽離子，如甲脒離子(HC(NH2)2+)、甲胺離

10、子(CH3NH3+)、銫離子(Cs+)、銣離子(Rb+)或者多種陽離子混合等。B代表二價金屬陽離子，如鉛離子(Pb2+)、錫離子(Sn2+)、鍺離子(Ge2+),或者多種金屬離子混合等。X代表一價鹵素陰離子,如溴離子(Br-)、碘離子(I-)、氯離子(CL-)，或者多種鹵素離子混合等。ABX3的晶體結構是1個金屬B原子與6個鹵素X原子配位形成BX6八面體結構，A原子被周圍的共享頂點的8個八面體骨架包圍。當滿足上述晶體元素和結構，基本能成為光伏領域所需的鈣鈦礦材料，意味著鈣鈦礦材料能夠廣泛地由人工合成，不再受原材料掣肘。數據來源：中國知網、東吳證券研究所圖：鈣鈦礦晶體結構圖：鈣鈦礦7鈣鈦礦電池工

11、作原理 鈣鈦礦作為一種半導體材料，會產生光生伏特效應，即半導體在光照下會產生電動勢。其光電轉化過程主要包括以下幾個過程：1）鈣鈦礦光電吸收層（Perovskite）具備高光吸收系數，吸收太陽光后容易產生電子-空穴對，并在室溫下被熱化后會形成激子，然后發生電荷分離，光生電子躍遷到吸光層的LUMO能級上，光生空穴躍遷到吸光層的HOMO能級上。2）分離的自由電荷具有長的載流子壽命和擴散距離使得它們能夠在復合前被有效的提取和傳輸，其中電子傳輸層（ETL）提取并傳輸電子且能夠快速地阻擋空穴，同時對應的空穴傳輸層（HTL）提取并傳輸空穴且也能夠快速地阻擋電子。3）被提取地載流子經過傳輸層傳輸進一步被相應的

12、陽極導電玻璃（photoanode）和陰極金屬電極（counter electrode）所收集并經過負載外電路形成回路。數據來源：中國知網、東吳證券研究所123圖：鈣鈦礦電池工作原理8鈣鈦礦優勢：效率進展迅速，理論極限高 晶硅電池效率即將接近極限，下一代鈣鈦礦潛力充足。晶硅電池經過40余年的發展，實驗室轉換效率逼近27%，接近極限；鈣鈦礦電池具備光電損失小、帶隙可調節特點，疊加疊層技術，可實現接近兩倍晶硅電池效率，潛力充足。晶硅電池理論效率極限為29.4%，目前最高效率已達到26.8%。晶硅太陽能電池被俄歇復合限制在理論效率為29.4%,考慮到現實中的光學損失與電學損失，最終可以達到的效率上限

13、可能進一步降低至27%；2017年日本的Kaneka公司研發的HJT電池以26.7%晶硅電池效率最高記錄保持5年，2022年12月隆基HJT效率達26.81%，成為新世界紀錄。數據來源：NREL、東吳證券研究所圖：晶硅電池實驗室最高效率單晶硅電池（聚光）單晶硅電池（非聚光）多晶硅電池異質結電池薄膜硅電池9鈣鈦礦優勢：效率上限遠超晶硅電池 鈣鈦礦材料光電損失小。鈣鈦礦材料具備長的載流子擴散長度、淺的缺陷能級，因而載流子復合率低，壽命可高達幾微秒到幾十微秒，光電損失較小。單結效率上限可達30%以上。根據Shockley-Queisser極限，單結太陽能電池吸光材料的禁帶寬度在1.34eV時，其理論

14、光電轉換效率可達最高的33.7%，典型的甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)鈣鈦礦帶隙為1.55eV，接近最優帶隙，單結效率上限可達30%以上。目前鈣鈦礦最高單結效率已達到25.7%。數據來源：Web of Science、東吳證券研究所圖：單節鈣鈦礦效率發展歷程3.8%10.9%15.4%19.3%20.2%22.1%23.3%25.2%25.7%2.6%7.0%12.2%14.9%16.8%18.4%19.0%21.1%6.6%8.3%10.3%12.0%13.6%15.4%16.4%17.8%18.6%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%200920102011

15、2012201320142015201620172018201920202021PSCsC-PSCsFPSCs10鈣鈦礦優勢：帶隙可調，疊層電池潛力十足 鈣鈦礦材料帶隙可調節。帶隙是半導體可以吸收的最低能量，半導體無法吸收能量小于帶隙的光子，能從光子獲得的能量也不會超過帶隙能量，鈣鈦礦材料帶隙可調節，與晶硅材料或者和經過人工調整的鈣鈦礦材料疊層后，就可以覆蓋大范圍帶隙，因而能夠吸收不同波長的光。與晶硅疊層，理論效率超過43%。采用1.12eV帶隙的晶硅電池與1.73eV鈣鈦礦電池串聯，可以保證太陽光譜照射的最佳分布吸收，全譜匹配兩結疊層電池的效率理論極限可超過43%，即便使用典型鈣鈦礦甲胺鉛碘

16、(帶隙1.55eV)作為頂部電池時理論最大效率也能達到33%。鈣鈦礦/晶硅兩結疊層電池效率已經達到32.5%（德國HZB研究中心22年12月最新認證）。數據來源：中國知網、NREL、東吳證券研究所圖：鈣鈦礦兩結疊層在不同帶隙下理論效率圖：新概念電池實驗室效率染料敏化電池鈣鈦礦電池鈣鈦礦/硅疊層有機質電池有機質疊層電池銅鋅錫硫電池量子點電池鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層11鈣鈦礦優勢：成本更低、工藝步驟簡單 產能投資：鈣鈦礦組件目前產能投資略低于晶硅組件，未來仍有下降空間。鈣鈦礦組件生產流程簡單，可在45分鐘內將化工原料、玻璃、靶材、膠膜在單一工廠加工為組件，目前GW級別晶硅組件產能投資需要7.5億元，鈣

17、鈦礦組件投資需5-7億元，略低于晶硅?？紤]到目前鈣鈦礦電池處于起步階段，晶硅電池產業鏈已經成熟，預計未來鈣鈦礦組件產能投資大幅小于晶硅組件。組件成本：鈣鈦礦材料制備所需原材料儲量豐富、價格低廉，且鈣鈦礦材料本身占組件成本比例較低。以協鑫光電為例，GW級別量產，鈣鈦礦材料占比3.1%，組件成本150um500nm弱光效應差，陰雨天氣和日出日落基本不工作好，陰雨天氣和日出日落能工作溫度效應高，受溫度影響較大(大10倍)低，適合極端低溫和高溫綜合成本高，全口徑平價上網還需努力低，可全口徑實現平價上網柔性電池難以制備為柔性電池易制備為柔性電池15PART2 單結/疊層多元發展，鈣鈦礦技術百花齊放16鈣

18、鈦礦電池結構：單結電池+疊層電池各有特點 鈣鈦礦電池目前研究進展主要分為單結電池和多結疊層電池。鈣鈦礦單結電池不需要依托PN結就能產生光生伏特效應，結構簡單，僅有五層；由于鈣鈦礦帶隙可調節，因此可以搭配其他半導體材料進行疊層，疊層后的多結電池可以覆蓋大部分帶隙，實現光子全方位吸收，實現電池效率成倍增長。單結電池產業化生產主要為平面反式結構。單結鈣鈦礦電池結構可分為介孔結構和平面結構，平面結構又可分為正式結構和反式結構；透明導電電極、電子傳輸層、鈣鈦礦光電吸收層、空穴傳輸層、金屬電極為主要結構要素；由于平面反式結構具備可低溫制備、穩定性較高優勢，目前廣泛用于產業化生產。鈣鈦礦/晶硅疊層研究進展領

19、先，兩端疊層方式具備產業化生產前景。目前主流鈣鈦礦疊層技術為：鈣鈦礦/晶硅疊層、鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層、鈣鈦礦/CIGS疊層，由于鈣鈦礦/晶硅疊層具備底電池（晶硅電池）技術成熟穩定的優勢，在諸多疊層中研究進展最快，實驗室效率領先。兩端疊層方式，是指子電池通過互聯界面串聯，僅需一個透明電極，成本較低，在工藝方面具備發展前景。數據來源：Web of Science、HZB、東吳證券研究所圖：單結電池結構（平面正式結構為例）圖：疊層電池結構（鈣鈦礦/晶硅疊層為例）17鈣鈦礦電池結構單結 單結電池結構主要分為介孔結構和平面結構，平面結構又被分為正式結構(n-i-p)和反式結構(p-i-n)。根據有無介孔骨

20、架電子傳輸層（mesoscopic layer），區分介孔結構和平面結構；根據透明導電電極上先為電子傳輸層，還是先為空穴傳輸層，區分正式結構和反式結構。平面反式結構器件可低溫制備、穩定性好，是產業化生產的主流結構。介孔結構的介孔層需要高溫制備，工藝難度較大，平面結構沒有介孔層，可低溫制備，節省能源；反式結構采用無機金屬氧化物替代有機物Spiro-OMeTAD作為空穴傳輸層，穩定性較好。數據來源：Web of Science、東吳證券研究所圖：單節鈣鈦礦電池結構介孔結構平面正式結構平面反式結構mesoscopic layer18鈣鈦礦電池結構介孔結構 介孔結構類似三明治層狀結構，結構簡單，主要分

21、為5層：1）透明導電電極：主要作用是將收集到的電子傳輸到外電路，同時具備較高光透過率，目前主要采用FTO玻璃。2）介孔電子傳輸層：將鈣鈦礦受光子激發后的電子提取出來，同時阻擋空穴向陰極方向遷徙；具備較高光透過率，便于更多光子照在鈣鈦礦吸收層上；介孔為鈣鈦礦吸收層提供骨架支撐的作用；主要材料是TiO2。3）鈣鈦礦吸收層：受到光子激發，形成電子-空穴對，產生光電效應。4）空穴傳輸層：傳輸空穴，阻止電子傳輸；主要材料是有機物Spiro-OMeTAD。5）金屬電極：傳輸電子，主要材料是銀。介孔能夠作為骨架支撐鈣鈦礦，但是高溫制備，工藝難度大。介孔有鈣鈦礦支撐骨架作用，增大鈣鈦礦吸收層與電子傳輸層的接觸

22、面積，有效提高電子傳輸效率；介孔層的制備通常需要400-500的高溫退火處理，增加了工藝難度。數據來源：Web of Science、東吳證券研究所圖：介孔結構mesoscopic layer19鈣鈦礦電池結構平面結構 平面結構相對于介孔結構少了介孔層，可低溫制備。平面結構直接在致密TiO2電子傳輸層上旋涂鈣鈦礦，結構相對介孔結構簡單，能夠用低溫溶液法制備，更利于柔性電池、疊層電池和大面積電池的發展。正式結構和反式結構主要區別是，光先透過電子傳輸層還是空穴傳輸層。對正式結構而言，透明電極上為電子傳輸層，太陽光穿過透明電極后，透過電子傳輸層再到吸光層；對反式結構而言，透明電極上為空穴傳輸層，太陽

23、光穿過透明電極后，透過空穴傳輸層再到吸光層。反式結構盡管效率不及正式結構，但遲滯較小、填充率較高、穩定性更好，適合量產。目前鈣鈦礦最高效率25.7%是正式結構，反式結構經過多年發展也達到了24.3%的效率，與正式結構差距減小。反式結構的主要優勢在于，光先透過空穴傳輸層，可以使電池遲滯性較小，填充率較高。另外，正式結構空穴傳輸材料多為有機物Spiro-OMeTAD，同時為了增加導電性通常需要添加對水氧敏感的Li鹽、Co鹽等，盡管獲得了高效率但也犧牲了器件的穩定性；反式結構空穴傳輸層材料多為無機金屬氧化物(如NiOx、CuO等)，器件穩定性好。數據來源：Web of Science、東吳證券研究所

24、圖：平面結構平面正式結構平面反式結構圖：反式結構效率20鈣鈦礦電池結構疊層 疊層結構分為窄帶隙底電池、互聯結/隧穿結、寬帶隙頂電池三部分。寬帶隙電池作為頂電池吸收較高能量光子，窄帶隙電池作為底電池吸收較低能量光子，實現子電池對太陽光譜分段利用，從而避免高能光子的熱化損失，提高太陽能利用率和電池光電轉換效率。鈣鈦礦ABX3通過改變 A、B、X組分可實現帶隙寬度從 1.172.8 eV 調節，能夠與其他中窄帶隙底電池匹配。兩結疊層電池為主要應用方向，鈣鈦礦/晶硅疊層目前效率最高。疊層的結數越多，理論上可以獲得更高的效率，但是考慮到成本，目前兩結疊層電池為主要應用方向；鈣鈦礦/晶硅疊層和鈣鈦礦/鈣鈦

25、礦疊層的電池效率較高，分別為32.5%和28%，成為目前疊層電池研究領域的焦點，鈣鈦礦/CIGS 疊層電池效率也獲得了很大提升，成為下一代光伏電池很有潛力的競爭者。數據來源：中國知網、Web of Science、東吳證券研究所圖：疊層電池結構（以鈣鈦礦/晶硅疊層為例）圖：鈣鈦礦疊層實驗室發展歷程寬帶隙頂電池窄帶隙底電池互聯層/隧穿結21鈣鈦礦電池結構鈣鈦礦/晶硅疊層 鈣鈦礦/晶硅疊層，是以晶硅作為底電池。晶硅電池帶隙較窄，只有 1.12eV，作為疊層的底電池，寬帶隙（1.67eV-1.75eV）的鈣鈦礦作為頂電池。晶硅電池作為底電池較為穩定，HJT與鈣鈦礦疊層最為適配。晶硅電池工藝成熟，作為

26、底電池較為穩定，相比其他類型疊層具備潛在的低制造成本；HJT由于具備良好的非晶硅鈍化層、對稱結構以及透明導電氧化物（TCO），與鈣鈦礦層最為適配?；ヂ搶咏Y構和材質都會造成光電損失。1）互聯層結構方面，可以分為平面和陷光結構，平面結構光發射強，不利于透光；陷光結構，光反射弱，但表面凹凸不平，均勻涂抹鈣鈦礦是一大挑戰。2）互聯層材質方面，多使用TCO，其中最常見的TCO是銦摻雜氧化錫（ITO），具有優良的電導率和光透射率，然而 ITO 折射率與硅基底不匹配，造成800nm 以上波段光反射損失。鈣鈦礦/晶硅疊層擁有疊層結構最高效率32.5%，改善互聯層材質和鈣鈦礦頂電池穩定性是突破口。緣于晶硅底電池

27、的穩定性，鈣鈦礦/晶硅整體穩定性最強，研究進展最快，實驗室效率最高，德國HZB研究中心22年12月認證最高效率32.5%；a-Si:H 和 nc-Si:H 材料具有橫向電導率、寄生損耗和反射損耗低的特點，成為疊層電池中互聯層的理想材料；除此之外，和單結電池一樣，提升鈣鈦礦電池本身光電性能，也是疊層電池的核心點，比如通過添加劑工程，降低非輻射復合。數據來源：中國知網、東吳證券研究所圖：鈣鈦礦/HJT疊層結構圖、截面SEM圖22鈣鈦礦電池結構鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層 鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層，是通過人工分別合成寬帶隙和窄帶隙鈣鈦礦。由于鈣鈦礦帶隙可調節，將窄帶隙（1.25eV左右）鈣鈦礦作為底電池，寬帶隙（1

28、.75eV左右）鈣鈦礦作為頂電池。鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層目前效率逐漸趕上鈣鈦礦/晶硅疊層，度電成本更低，工藝更簡單。鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層，兩個子電池帶隙均可以靈活調節，能夠最大程度上實現太陽光譜高效利用，使得開路電壓超過了鈣鈦礦/晶硅疊層電池，目前鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層最高實驗室效率為 29%（南京大學譚海仁團隊）。鈣鈦礦/晶硅疊層度電成本為5.22美分/KWh，鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層度電成本為4.22美分/KWh，低于晶硅疊層。鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層是在玻璃上涂抹頂電池，相比鈣鈦礦/晶硅疊層在晶硅絨面上涂抹鈣鈦礦工藝簡單。相比鈣鈦礦/晶硅疊層，全鈣鈦礦疊層除了需提升寬帶隙鈣鈦礦和互聯層性能，還需解決窄帶隙鈣鈦

29、礦不穩定問題。窄帶隙鈣鈦礦主要含錫，錫離子易氧化導致鈣鈦礦不穩定；窄帶隙電池沉積過程中存在溶劑對寬帶隙鈣鈦礦電池降解的風險。目前對窄帶隙鈣鈦礦穩定性的提升，主要采用和寬帶隙鈣鈦礦相似的添加劑工程。數據來源：中國知網、Web of Science、東吳證券研究所圖：鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層結構圖圖：度電成本對比23鈣鈦礦電池結構鈣鈦礦/CIGS疊層 CIGS窄帶隙寬度可調，具有較高光吸收系數。將窄帶隙CIGS作為底電池，寬帶隙鈣鈦礦作為頂電池，因為CIGS窄帶隙寬度可調且具備高的光吸收系數，理論上可以獲得比鈣鈦礦/晶硅疊層結構更高的光電性能。鈣鈦礦/CIGS 疊層工藝環節存在分流效應，影響電池效率。C

30、IGS 電池結構限制了頂部鈣鈦礦只能是 p-i-n（反式）結構；CIGS 電池結構通常通過真空方法沉積，如濺射或共蒸發，往往導致表面粗糙度較大，一般表面高度方均根最高可以達到 200 nm，盡管鈣鈦礦吸收層的厚度在500-1000 nm 范圍，但是空穴傳輸層厚度不超過100 nm，不足以完全覆蓋納米粗糙表面，導致潛在的分流效應。鈣鈦礦/CIGS 疊層目前最高實驗室效率為 24.2%（德國HZB研究中心），在三種疊層技術中較為落后。數據來源：中國知網、東吳證券研究所圖：鈣鈦礦/CIGS疊層結構圖、截面SEM圖24鈣鈦礦電池結構四端疊層&兩端疊層 四端疊層和兩端疊層主要差異雙電路&單電路：四端疊層

31、兩個子電池獨立制作，并且兩子電池僅在光學上存在聯系，電路相互獨立。兩端疊層在底層電池上直接沉積鈣鈦礦電池制成，通過互聯層或隧道結將兩個子電池串聯連接。四端疊層子電池可以最大功率運行，但是總成本高。四端疊層可以分別設計兩個子電池的最佳制造條件，且兩個子電池可以相互獨立的運行在它們的最大功率點上；但是需要三個電極使用透明電極，以減小寄生吸收，同時電池輸出電路的復雜度加倍，總體成本較高。兩端疊層成本低、寄生吸收少，但兩個電池電流需嚴格匹配。兩端疊層只需要一個透明電極，更少的沉積步驟，制造成本極大地降低；電極的減少使得非吸收層的寄生吸收減少，可以期望獲得更高的光電流。因其子電池串聯的特性工作時兩子電池

32、電流必須嚴格匹配，光線入射角度的變化容易造成電流失配，需要精巧的設計才能獲得高效率。從產業化角度，兩端疊層更有前景。數據來源：中國知網、東吳證券研究所圖：四端疊層和兩端端疊層結構25比較內容單結電池疊層（雙結）鈣鈦礦/晶硅鈣鈦礦/鈣鈦礦帶隙寬度（eV）寬帶隙1.55-1.7寬帶隙1.67-1.75，窄帶隙1.12-1.25寬帶隙1.67-1.75，窄帶隙1.12寬帶隙1.75，窄帶隙1.25理論效率Shockley-Queisser極限33%突破43%突破43%比鈣鈦礦/晶硅疊層高實驗室最高效率25.7%32.5%32.5%29.0%結構類似三明治5層結構寬帶隙/窄帶隙電池堆疊，存在互聯界面寬

33、帶隙/窄帶隙電池堆疊，存在互聯界面寬帶隙/窄帶隙電池堆疊，存在互聯界面光電損失鈣鈦礦電池非輻射復合鈣鈦礦電池非輻射復合、互聯層光反射損失寬帶隙鈣鈦礦電池非輻射復合、互聯層光反射損失寬帶隙和窄帶隙鈣鈦礦電池非輻射復合、互聯層光反射損失穩定性鈣鈦礦本身結構缺陷導致不穩定鈣鈦礦本身結構缺陷導致不穩定寬帶隙鈣鈦礦結構缺陷導致不穩定寬帶隙鈣鈦礦結構缺陷導致不穩定、窄帶隙鈣鈦礦相比寬帶隙更不穩定成本（LCOE，美分/KWh）4,344.22-5.225.224.22優勢只需解決寬帶隙鈣鈦礦問題，技術難度稍小，而且做疊層也需先解決單結鈣鈦礦電池存在的問題；度電成本低效率上限高效率上限高；底電池工藝成熟，穩定

34、性好；充分發揮與晶硅產業鏈協同作用；目前科研進展最快效率上限高；度電成本最低；互聯層技術難度相對鈣鈦礦/晶硅疊層??；上下電池壽命一致；鈣鈦礦底電池工藝整體比晶硅電池簡單劣勢效率上限低需要解決鈣鈦礦電池和互聯層兩方面問題，技術難度大互聯層技術難度大；度電成本高；晶硅和鈣鈦礦電池壽命不一致；晶硅電池工藝整體比鈣鈦礦底電池難額外需要解決窄帶隙鈣鈦礦不穩定的問題，需要精細控制鈣鈦礦配方主要企業（量產/中試線）協鑫光電、纖納光電、極電光能牛津光伏、杭蕭鋼構、華晟新能源、仁爍光能牛津光伏、杭蕭鋼構、華晟新能源仁爍光能主要企業（戰略規劃階段）曜能光電曜能光電、隆基綠能、天合光能、中來股份、黑晶光電、晶科能源

35、隆基綠能、天合光能、中來股份、黑晶光電、晶科能源-量產路線選擇：單結or疊層？鈣/晶or鈣/鈣？數據來源：中國知網、Web of Science、東吳證券研究所表：不同技術路線優劣勢對比 單結or疊層、鈣鈦礦/晶硅or鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層，是當前量產技術路線主要區別。目前工業界出于穩定性、效率、成本的統一考慮，基本比較認同：單結結構方面采用平面反式結構，疊層方式上采用兩端疊層。在技術路線上的差異主要表現在做單結還是疊層電池，如果做疊層，是做鈣鈦礦/晶硅疊層，還是全鈣鈦礦疊層。不同技術路線各有優劣，目前晶硅大廠傾向選擇鈣鈦礦/晶硅疊層的路線，全鈣鈦礦路線比較適合初創企業。1）效率上，鈣鈦礦/晶硅疊

36、層發展最快，效率最高；2）光電損失上，單結電池損失最??；3）穩定性上，全鈣鈦礦電池穩定性最差；4）成本上，全鈣鈦礦電池成本度電最低；5）主流廠商選擇路線：量產階段，單結和疊層電池廠商數量相近，戰略規劃階段，大部分廠商選擇疊層電池，在疊層電池中，晶硅大廠為發揮技術優勢，首選鈣鈦礦/晶硅疊層。仁爍光能獨樹一幟選擇全鈣鈦礦疊層，為初創企業技術路線選擇提供參考。26PART3 工藝鑄就核心競爭力，設備國產化降本可期27鈣鈦礦生產設備：鍍膜、激光、涂布、封裝 鈣鈦礦電池組件生產共需要鍍膜設備、激光設備、涂布設備、封裝設備四種設備。鈣鈦礦組件生產中材料、工藝、設備互相配合鑄就鈣鈦礦企業的核心競爭力。從工藝

37、角度出發，鈣鈦礦電池組件在生產中需要用到4類設備，已有部分國產化選擇。數據來源：協鑫光電、眾能光電、東吳證券研究所鈣鈦礦組件結構鈣鈦礦組件結構（反式平面結構）透明導電層（頂電極）透明導電層（頂電極）玻璃基板襯底電子傳輸層（電子傳輸層（ETLETL）鈣鈦礦層鈣鈦礦層空穴傳輸層（空穴傳輸層（HTLHTL）金屬對電極（背電極）金屬對電極（背電極）P1層P2層P3層P4激光清邊封裝測試鈣鈦礦組件生產流程鈣鈦礦組件生產流程陽極緩沖層陽極緩沖層激光激光P1P1鈣鈦礦涂布鈣鈦礦涂布陰極緩沖層陰極緩沖層激光激光P2P2背電極背電極激光激光P3P3激光激光P4P4組件封裝組件封裝輸入：鈣鈦礦溶液輸入：FTO玻璃

38、，緩沖層靶材輸入：緩沖層靶材輸入：背電極靶材輸入：背板玻璃、POE膠膜、接線盒生產線設備生產線設備鍍膜設備（鍍膜設備（PVDPVD）激光設備激光設備涂布設備涂布設備鍍膜設備（鍍膜設備（PRDPRD、ALDALD、PVDPVD）激光設備激光設備鍍膜設備（鍍膜設備（PVDPVD、PRDPRD）激光設備激光設備激光設備激光設備封裝設備封裝設備28鍍膜設備價值最高，為未來降本主要途徑 鍍膜設備價值量最高，占據設備投資絕大比例。百MW級產線的核心總投資額約1.2億元，其中鍍膜設備：激光設備：涂布設備：封裝設備投資比例為50%：25%：15%：10%；生產百MW級鈣鈦礦需要鍍膜設備3臺（2臺PVD，單價1

39、000萬/臺；1臺PRD，單價2000萬/臺）、激光設備3-4臺(大多數4臺)，總價值量1000-1500萬；涂布設備單臺1000+萬/臺，濕法制備需2臺，鈣鈦礦層+鈍化層合計2000萬+；封裝設備1臺，單臺價值1200萬左右，連同后道設備價值量共3000萬+。鍍膜設備總投資額占比最高，未來鍍膜設備國產化鈣鈦礦生產降本為主要途徑，后續GW級設備投資預計為7-8億元/GW。數據來源：各公司公告、東吳證券研究所鍍膜設備激光設備涂布設備封裝設備價格(萬/臺)1000-2000250-3751000+1200公司邁為股份市值：754.85億元大族激光市值：277.64億元帝爾激光市值：231.35億元

40、德龍激光市值：50.68億元杰普特注冊資本：0.94億元上海德滬涂膜注冊資本：0.13億元眾能光電注冊資本：0.18億元大正微納注冊資本：0.14億元弗斯邁注冊資本：0.10億元捷佳偉創市值：410.60億元晟成光伏注冊資本：4.58億元眾能光電注冊資本：0.18億元科晶智達注冊資本：0.05億元弗斯邁注冊資本：0.10億元價值量(萬)4000+1000-15002000+120029鍍膜設備：主要包括PVD、PRD、ALD三種設備 目前鍍膜裝備包括PVD、PRD、ALD三種，而PVD技術又分為真空蒸鍍法、濺鍍法和離子鍍法。金屬對電極（背電極）：主要使用蒸鍍PVD，目前已經比較成熟，還可使用P

41、RD等離子反應設備制作；電子傳輸層（ETL）：主流使用RPD設備；或先用RPD或ALD設備制作阻隔層，再用濺鍍PVD做傳輸層；空穴傳輸層（HTL）：主流使用濺射PVD，也可使用蒸鍍PVD；玻璃基板襯底：使用濺射PVD形成導電層，技術較為成熟。數據來源：PVD鍍膜公眾號、東吳證券研究所鈣鈦礦組件結構鈣鈦礦組件結構（反式平面結構）透明導電層（頂電極）透明導電層（頂電極）玻璃基板襯底電子傳輸層（電子傳輸層（ETLETL）鈣鈦礦層鈣鈦礦層空穴傳輸層（空穴傳輸層（HTLHTL）金屬對電極（背電極）金屬對電極（背電極）濺射PVD蒸鍍PVDRPDRPD+ALD蒸鍍PVDRPD濺射PVD鍍膜技術鍍膜技術PVD

42、PVDRPDRPDALDALD沉積原理沉積原理物理氣象沉積等離子體沉積表面飽和式反應優點優點1.沉積速度較快；2.鍍膜具有單一方向。1.離子能量低，對電池損傷??；2.光透過率高，電導率高。1.薄膜厚度較??；2.均勻性好；3.階梯覆蓋率好。缺點缺點1.薄膜厚度較厚，精度控制差；2.厚度均勻性差；3.階梯覆蓋率差。1.需多個靶平行放置，影響產能；2.靶材利用率低，成本較高。1.沉積速度較慢。應用應用1.方案成熟、成本更優；2.等離子轟擊造成電池性能下降。1.電池轉化效率更高；2.量產難度較大，生產效率較低。1.能滿足對薄膜厚度、精度的更高要求。圖表：主要鍍膜方式比較30鍍膜設備：捷佳偉創&晟成科技

43、產業化進展領先 目前國內生產鍍膜設備的主要廠家有捷佳偉創、晟成光伏、科晶智達、弗斯邁、眾能光電等。其中捷佳偉創及晟成光伏產業化進程最為靠前。捷佳偉創：公司于2022年7月量產鈣鈦礦太陽能電池生產關鍵量產設備RPD，并順利出貨了GW級HJT電池產線設備。晟成光伏：公司于2021年5月與業內鈣鈦礦電池領先企業開展開發戰略合作，目前公司研發的鈣鈦礦電池團簇型多腔式蒸鍍設備現已量產,并成功應用于多個客戶端。數據來源：各公司公告、東吳證券研究所圖表：鍍膜設備企業產業化進展圖表：PVD設備示意圖企業名稱企業名稱產業化進展產業化進展捷佳偉創1)22年7月鈣鈦礦太陽能電池生產關鍵量產設備“立式反應式等離子體鍍

44、膜設備”(RPD)通過廠內驗收，將發運客戶投入生產；2）22年7月公司順利出貨了GW級HJT電池產線設備,并再次中標某領先公司的鈣鈦礦電池量產線鍍膜設備訂單。晟成光伏1）21年初，晟成光伏投資10億新建智能裝備制造中心，項目用于新增高端光伏組件設備生產線以及建立制備異質結和鈣鈦礦疊層電池核心設備研發機構。2）21年5月，晟成光伏與業內鈣鈦礦電池領先企業開展鈣鈦礦疊層電池技術開發戰略合作。3）公司研發的鈣鈦礦電池團簇型多腔式蒸鍍設備現已量產,并成功應用于多個客戶端?？凭е沁_可提供鈣鈦礦太陽能電池制備的全套方案，包括磁控濺射儀，蒸發鍍膜，PECVD設備。弗斯邁提供鈣鈦礦組件自動化產線整體解決方案，

45、針對鈣鈦礦電池組件的特殊工藝需求，為客戶量身開發了核心設備及零部件，確保生產過程中的精度要求以及工藝要求。眾能光電公司開發了一系列鈣鈦礦光電器件裝備，包括：噴霧熱解鍍膜機、玻璃切割機、高精度涂布機、激光刻蝕機、真空蒸鍍機、磁控濺射機、PECVD和SALD等，擁有近20項發明和實用新型專利，已通過ISO9001國際質量管理體系認證。宏大真空宏大真空投資2.5億元建設的企業技術中心創新能力及真空鍍膜成套裝備產業化項目，集成了反應濺射和先濺射后氧化(ICP)技術，實現超硬AR+DLC+AF連續式生產。31涂布設備：德滬涂膜大尺寸電子級狹縫涂布設備占70%鈣鈦礦層為鈣鈦礦電池的最核心層，主流方法采用狹

46、縫涂布機制備。目前國內鈣鈦礦層制備工藝主要采用狹縫涂布機進行制備，共有協鑫光電、纖納光電、無限光電、極電光能、萬度光能五家企業布局；協鑫光電、纖納光電、無限光電、極電光能等廠商同時進行旋涂機、蒸鍍PVD工藝布局；刮刀涂布、噴涂、CVD、絲網印刷機屬于少數技術選擇方向。德滬涂膜產業化進程領先，2022年大尺寸電子級狹縫涂布設備市場市占率達70%以上。公司目前為國內最大的鈣鈦礦電池制造用核心狹縫涂布設備供應商，在大尺寸電子級狹縫涂布設備領域市場占有率達70%以上，技術指標與全球同類企業產品相當；并向供應協鑫100MW鈣鈦礦產線供應大尺才核心狹縫涂布設備。數據來源：PVD鍍膜公眾號、東吳證券研究所圖

47、表：涂布企業產業化進展圖表：主要廠商涂布工藝布局狹縫涂狹縫涂布機布機旋涂機旋涂機熱蒸鍍熱蒸鍍機機刮刀涂刮刀涂布機布機噴涂機噴涂機CVDCVD絲網印絲網印刷機刷機協鑫協鑫光電光電纖納纖納光電光電無限無限光電光電極電極電光能光能萬度萬度光能光能眾能眾能光電光電大正大正微納微納企業名稱企業名稱產業化進展產業化進展德滬涂膜1）目前為國內最大的鈣鈦礦電池制造用核心狹縫涂布設備供應商，在大尺寸電子級狹縫涂布設備領域市場占有率達70%以上，技術指標與全球同類企業產品相當；2）22年三月由德滬涂膜開發的全球首套用于鈣鈦礦-晶硅疊層核心涂膜設備系統驗收成功；3）深耕狹縫涂布設備，供應協鑫100MW鈣鈦礦產線供應

48、大尺才核心狹縫涂布設備。大正微納公司擁有Die Gate狹縫涂布機mini系列等狹縫涂布設備。協鑫光電公司擁有狹縫涂布機、旋涂機、熱蒸鍍機、刮刀涂布機、噴涂機等技術專利。纖納光電公司擁有狹縫涂布機、旋涂機、熱蒸鍍機、刮刀涂布機、噴涂機、CVD等技術專利。眾能光電對外銷售刮涂/涂布一體機、磁控濺射、熱蒸發鍍、ALD和激光刻蝕機等工藝單機以及光伏組件整線近100臺套。32激光設備：產業化進程較快，國內廠商已實現量產 激光刻線設備主要用于鈣鈦礦電池P1-P4層，其中對P1-P3層進行激光刻蝕，對P4層進行激光清邊。激光設備主要用于激光劃線，刻劃鈣鈦礦吸收層、鈣鈦礦層及電極層，去除TCO層以及進行清邊

49、絕緣。激光企業產業化進程較快。1）帝爾激光：公司的激光設備在鈣鈦礦太陽能電池TCO 層、氧化物層、電極層的生產制程中均有應用，目前已有小批量訂單并已完成交付；2）邁為股份：2021年已經交付用于單結鈣鈦礦電池的激光設備，未來將對單結鈣鈦礦會加大裝備布局；3）德龍激光：2020年推出針對鈣鈦礦薄膜太陽能生產整段設備（包括P1、P2、P3激光劃線設備以及P4激光清邊設備），目前設備已投入客戶量產線使用，率先實現百兆瓦級規?；慨a。數據來源：能源盒子、各公司公告、東吳證券研究所圖表：激光企業產業化進展圖表：激光設備應用示意圖P3P3層激光刻蝕，刻劃層激光刻蝕，刻劃鈣鈦礦層級和電極層鈣鈦礦層級和電極層

50、P2P2層激光刻蝕，刻劃層激光刻蝕，刻劃鈣鈦礦吸收層鈣鈦礦吸收層P1P1層激光刻蝕，去除層激光刻蝕，去除TCOTCO層層企業名稱企業名稱產業化進展產業化進展帝爾激光公司的激光設備在鈣鈦礦太陽能電池TCO 層、氧化物層、電極層的生產制程中均有應用，目前已有小批量訂單并已完成交付。邁為股份2021年已經交付用于單結鈣鈦礦電池的激光設備，未來將對單結鈣鈦礦會加大裝備布局。德龍激光2020年推出針對鈣鈦礦薄膜太陽能生產整段設備（包括P1、P2、P3激光劃線設備以及P4激光清邊設備），目前設備已投入客戶量產線使用，率先實現百兆瓦級規?；慨a。眾能光電2021年底鈣鈦礦PVD設備出貨量已達30臺套。杰普特

51、為江蘇大正微納科技有限公司定制的首套柔性鈣鈦礦膜切設備，通過驗收并正式投入生產使用。大族激光在2022年8月表示，公司在鈣鈦礦技術領域自主研發的鈣鈦礦激光刻劃設備于2015年量產銷售，大尺寸整線激光刻畫設備已在鈣鈦礦頭部企業交付。透明電極透明電極涂布鈣鈦礦層涂布鈣鈦礦層沉積背電極沉積背電極P4P4激光清邊絕緣激光清邊絕緣33封裝設備：光伏組件供應商有望受益 目前鈣鈦礦太陽能電池常見封裝技術有兩種：1）第一代封裝技術通過使用使用蒸發金屬噴射器和焊接金屬帶將電流從電池傳導到外部，并密封金屬帶邊緣；2）第二代封裝技術通過透明的氧化銦錫電極將鈣鈦礦電極與金屬電極分開，以保證電極與印刷電路板之間有一定的

52、橫向間隙。封裝面直接是ITO電極，可以更好的密封整個器件。光伏組件供應商有望受益：1）弗斯邁：已能為鈣鈦礦組件龍頭廠商提供整線解決方案，主要提供精確裁覆膜設備、貼絕緣膠帶機器、貼導電膠帶機、匯流條貼數機、層壓機等封裝設備；2）眾能光電：擁有層壓機、用于光電器件鈍化的ALD設備；3）京山輕機：與華中科技大學合作達成合作,共同開發光伏原子鍍膜裝備。數據來源：鈣鈦礦太陽能電池在科學上向前邁出了一步、各公司公告、東吳證券研究所圖表：封裝企業產業化進展圖表：封裝技術應用示意圖企業名稱企業名稱產業化進展產業化進展弗斯邁為鈣鈦礦組件龍頭工廠提供整線解決方案，主要提供精確裁覆膜設備、貼絕緣膠帶機器、貼導電膠帶

53、機、匯流條貼敷機、層壓機。眾能光電公司擁有層壓機、用于光電器件鈍化的ALD設備。京山輕機公司與華中科技大學合作達成合作,共同開發光伏原子鍍膜裝備,將新型鍍膜技術應用至光伏市場。34PART3 技術+政策+資金助力，產業化曙光初現35鈣鈦礦電池產業化受制，材料穩定性先天缺陷 降本增效顯著，但穩定性存在先天缺陷。鈣鈦礦電池相較晶硅電池有顯著降本增效優勢，但鈣鈦礦及電池器件各材料穩定性存在先天缺陷，容易導致組件在運行過程中壽命衰減。鈣鈦礦電池組件的不穩定性主要來自于鈣鈦礦材料自身的不穩定，以及器件各層材料之間的接觸面對器件性能的影響。離子晶體結構，鈣鈦礦材料具備不穩定性。鈣鈦礦自身的不穩定性可分為：

54、1）物理不穩定性，即材料本身分解能較低，離子容易發生擴散，溫度或者組分的差異會導致鈣鈦礦材料發生成分偏析或者相分離，影響鈣鈦礦層的光電性能和長期穩定性；2）化學不穩定性，即鈣鈦礦具有離子鍵合特性，并且組成離子均為離子勢較小的“軟”離子,且含有較易分解的有機銨離子,這使得鈣鈦礦體系形成能較小、缺陷密度較高、各組分反應活性大，容易與環境中的水分子、空氣發生反應，光照下發生相分離，同時大量缺陷的存在也使得離子遷移很容易發生，是鈣鈦礦太陽能電池存在“遲滯”現象的重要原因，離子遷移的累積會造成鈣鈦礦晶體結構的崩塌，極大地損害器件的長期穩定性。數據來源：X-MOL、中國知網、東吳證券研究所圖：太陽能電池綜

55、合金三角，鈣鈦礦壽命是其短板圖：離子晶體結構，先天具有不穩定性效率成本壽命鈣鈦鈣鈦礦礦晶硅晶硅晶硅：0.75$/W鈣鈦礦：0.35$/W晶硅：26.7%鈣鈦礦：25.5%晶硅：25年以上鈣鈦礦：0.3年（T80約4000小時）36鈣鈦礦電池產業化受制，材料穩定性先天缺陷 多層材料疊加，界面接觸復合反應影響電池性能。除鈣鈦礦材料自身的光電穩定性對器件影響之外，器件各層材料之間的接觸面對器件性能的影響也起到重要作用。界面的不穩定性主要存在于鈣鈦礦層與電子、空穴傳輸層之間。1）鈣鈦礦層材料的在結晶過程中晶粒間出現空隙，導致當電子、空穴材料接觸時復合嚴重，電池性能降低，并影響器件的穩定性。2）電子傳輸

56、層常用的是金屬氧化物TiO2，由于其光催化特性，TiO2在光照條件下容易與接觸的鈣鈦礦材料和氧反應導致材料分解。多種途徑彌補先天缺陷，助力鈣鈦礦產業化進程。由此，鈣鈦礦太陽能電池不穩定的原因主要可以分為吸濕性、熱不穩定性、離子遷移等內在因素，和紫外線、光照等外在因素，以及電池內部界面接觸帶來的不穩定性，使得其在潮濕環境中極易快速降解。目前業內針對上述問題采取添加組分及穩定劑工程、改進封裝材料、尋找化學性質更穩定、尺寸因子更合適的鈣鈦礦體系等手段來增強鈣鈦礦電池的穩定性。進展：已有多家公司的鈣鈦礦電池產品通過了IEC 61215的雙85測試在85攝氏度和85%相對濕度下連續工作1000小時的測試

57、，這是業內著名的針對晶硅電池的嚴格測試。數據來源：X-MOL、中國知網、東吳證券研究所圖：針對穩定性問題業內提出多維解決方案圖：多因素造成鈣鈦礦電池的不穩定性關鍵問題解決方案熱穩定性和化學穩定性 全無機鈣鈦礦材料水和高濕度穩定性引進長鏈有機分子、發展二維鈣鈦礦材料、POE膜等封裝工藝空穴傳輸層的穩定性采用高穩定的無機材料替代有機功能層材料離子擴散和離子遷移發展表面阻擋層、封裝、“零維”鈣鈦礦材料、原位鈍化相穩定性組分工程、添加劑工程鈣鈦礦材料鈣鈦礦分解鈣鈦礦晶體結構轉變鈣鈦礦晶體缺陷增多器件性能減弱離子遷移水分氧氣光照溫度鈣鈦礦電池穩定性下降傳輸層和電極材料影響材料自身離子遷移界面因素環境因素

58、37鈣鈦礦電池產業化受制，大面積制備有難度 實驗室效率進展迅速，產業化階段電池效率隨組件面積放大而衰減。目前鈣鈦礦電池實驗室效率進展迅速，然而大多為1cm以下的小面積薄膜，產業化階段隨組件面積放大，制作工藝難度提升，電池效率呈現衰減趨勢。制備大面積鈣鈦礦薄膜電池，設備、工藝、配方三個環節都不可或缺。涂布均勻度需要設備與工藝精密配合。目前商業化主流采用狹縫涂布，生產節奏較快，涂布機自帶封閉，對環境容忍程度高。涂布工藝核心是根據不同膜厚、溶液特性來涂抹，針對不同材料體系，其粘度、配方不同，涂布的速度以及對均勻度要求也不同。涂布設備難點在于：1）涂布模頭精度要求非常高，價值昂貴且多為進口。鋰電池涂布

59、機精度50微米，而狹縫涂布機（以德滬為例）精度達到20納米；2）泵抽取溶液、轉動軸電機速度均勻；3）調令以及集成系統、控制系統需要配合材料體系和制備工藝。結晶過程控制晶體生長以提高穩定性與壽命。結晶環節是組件尺寸放大和大規模連續制造的最主要挑戰。晶體的尺寸、均一性和貫穿率直接體現了結晶環節的工藝水平，不均勻結晶會導致電池內部電阻率升高、轉換效率下降，同時晶粒越大缺陷影響越小，電池效率越高。目前各廠商結晶環節各有優勢，已有方式：1）在涂布環節進行結晶預處理、采用在線結晶方式改善后續晶體生長；2）采用兩步法，先蒸鍍后涂布，利用有機組分擴散反應提高結晶質量；3）利用自身經驗儲備自研及改進結晶所用設備

60、、退火爐等，提高加熱均勻度。數據來源：協鑫光電、東吳證券研究所圖：德滬狹縫涂布機圖：晶體的尺寸、均一性和貫穿率體現結晶環節的工藝水平38鈣鈦礦電池產業化受制，水溶性鉛致環保問題 鈣鈦礦電池生命周期的鉛污染主要來源：1）制備過程中前驅體溶液含鉛。鈣鈦礦薄膜的厚度與前驅體溶液濃度之間存在直接關系，制造高效PSCs 需要相對高濃度(1.4 M)的含鉛前驅體。2）鈣鈦礦電池含鉛，老化鈣鈦礦電池如未采取合適的回收方式，其中包含的碘化鉛浸出進入土壤后，被植物所吸收進入食物鏈，相對于其他人類活動帶入環境中的鉛其遷移性要高10倍以上。鈣鈦礦電池的碘化鉛具有水溶性。晶硅組件的焊帶含銅箔涂鉛，標準尺寸的晶硅組件里

61、約含18 克鉛，同樣尺寸的鈣鈦礦組件含鉛量不超 2 克，鈣鈦礦鉛含量遠低于晶硅。但晶硅電池組件里面主要是金屬鉛，在之后會變成氧化鉛，在水里的溶解度不大；鈣鈦礦電池所包含的碘化鉛具備一定水溶性（0.69 g/L，20），如果浸出可能會造成環境和土地污染。目前鈣鈦礦含鉛不可避免。在鹵化鈣鈦礦中存在過量的碘化鉛是鈣鈦礦電池效率超過20的關鍵。目前無鉛化是鈣鈦礦材料研究的重要方向之一，但到目前為止尚未找到光電效應能與鉛基鈣鈦礦電池匹配的其他材料電池，錫基鈣鈦礦可以達到16%左右的效率，但目前技術仍不太成熟。且含鉛鈣鈦礦更適合低溫制備，目前仍然是鈣鈦礦電池商業化的優先選項。數據來源：X-MOL，東吳證券

62、研究所圖：薄荷種植在鉛基鈣鈦礦材料污染的土壤中鉛含量顯著提升圖：碘化鉛在不同溫度水中的溶解度（g/L)0.560.690.91.241.932.944.2012345102030406080100鈣鈦礦污染土壤39鈣鈦礦產業化優勢：增效降本遠超晶硅數據來源：NREL，東吳證券研究所圖：鈣鈦礦電池和單晶硅電池實驗室效率對比 從光電轉化率的角度來看，鈣鈦礦幾乎只用了10年時間走過了晶硅50年的發展路程。鈣鈦礦與晶硅的技術之爭本質是幾十萬種鈣鈦礦材料，和一種晶硅材料的競爭。183919541960197819852006201020162022發現鈣鈦礦發現鈣鈦礦氧化物材料氧化物材料首次發現首次發現

63、光伏效應光伏效應貝爾實驗室發貝爾實驗室發明硅光伏電池明硅光伏電池硅基光伏硅基光伏首次并網發電首次并網發電開發有機金屬鹵開發有機金屬鹵化物鈣鈦礦材料化物鈣鈦礦材料硅基光伏硅基光伏效率突破效率突破20%20%鈣鈦礦首次應鈣鈦礦首次應用于光伏電池用于光伏電池全球首家鈣鈦礦光伏全球首家鈣鈦礦光伏公司公司Oxford PVOxford PV成立成立異質結光伏異質結光伏效率達效率達26.7%26.7%鈣礦光伏效率達鈣礦光伏效率達25.7%25.7%全球首條全球首條100MW100MW產線建立產線建立單晶硅鈣鈦礦圖：鈣鈦礦電池組件廠商效率及路線選擇企業名企業名電池效率電池效率路線選擇路線選擇纖納光電量產效率

64、18%單結鈣鈦礦極電光能量產效率18%單結鈣鈦礦協鑫光電量產效率18%（23年底）單結鈣鈦礦晶科能源實驗室效率27.6%TOPCon-鈣鈦礦黑晶光電PERC-鈣鈦礦26.1%TOPCon-鈣鈦礦、PERC-鈣鈦礦仁爍光能實驗室效率30%全鈣鈦礦疊層華晟新能源目標效率30%HJT-鈣鈦礦寶馨科技目標效率32%HJT-鈣鈦礦40鈣鈦礦產業化優勢：增效降本遠超晶硅 一間工廠45分鐘走完全部流程，鈣鈦礦電池生產效率顯著提升。晶硅太陽能電池需要經過多個環節流轉，硅料、硅片、電池、組件四個環節各有不同龍頭廠家，整個生產過程耗時最少3天。而鈣鈦礦電池可以做到在一間工廠內完成全部生產過程，從原料到組件45分鐘

65、就可以走完全部流程。鈣鈦礦電池產線建設成本約為晶硅50%。光伏企業投資1GW產能GaAs（Tum-key線）需要金額約50億元；投資1GW產能晶硅電池需要合計投資金額7.5-10億元左右；工藝成熟條件下測算，1GW產能鈣鈦礦電池投資金額可降至約5億元，約為晶硅電池投資金額的50%，GaAs（Tum-key線）的10%。鈣鈦礦電池生產能耗不及晶硅組件1/10。晶硅在拉單晶的過程中需要900以上的溫度將硅料融化，而鈣鈦礦各功能層的加工溫度不超過180，且大多數環節也無需真空條件。制造1W單晶組件的能耗大約為1.52kWh，而每瓦鈣鈦礦組件的生產能耗僅為0.12kWh，不及晶硅組件能耗的1/10。數

66、據來源：協鑫光電，東吳證券研究所圖：晶硅電池及鈣鈦礦電池生產流程對比硅料硅片電池組件晶硅：四個環節在四個工廠流轉鈣鈦礦：一家工廠完成從原料到組件TCOETL沉積鈣鈦礦HTL背電池制備封裝圖：不同類型太陽能電池單GW產能投資額（億元）501050102030405060GaAs晶硅鈣鈦礦41鈣鈦礦電池產業化加速，國內外關注顯著提升 國內外最新推進鈣鈦礦電池發展政策：數據來源：國家能源局，東吳證券研究所國家時間政策/會議頒布單位主要內容中國1/9/2023關于鈣鈦礦光伏電池標準專題組征集新標準項目提案的通知中國光伏行業協會為推進鈣鈦礦光伏電池標準化工作，填補鈣鈦礦光伏電池標準空白，完善鈣鈦礦光伏領

67、域標準體系，現公開征集鈣鈦礦光伏電池領域新標準項目提案。申報項目應結合鈣鈦礦光伏電池的特點，圍繞鈣鈦礦光伏標準體系建設的需求，滿足合法性、必要性、可行性和協調性等要求。征集范圍包括但不限于：鈣鈦礦光伏材料、鈣鈦礦光伏電池制造設備和工藝、鈣鈦礦光伏電池及組件、鈣鈦礦光伏應用特殊要求等方面。8/29/2022加快電力裝備綠色低碳創新發展行動計工信部、財政部商務部等五部門聯合印發發揮重大工程牽引帶動作用，鼓勵具備基礎和條件的地區，積極推進電力裝備重點領域技術和產品推廣應用。其中，太陽能裝備方面，推動TOPCon、HJT、IBC等晶體硅太陽能電池技術和鈣鈦礦、疊層電池組件技術產業化，開展新型高效低成本

68、光伏電池技術研究和應用，開展智能光伏試點示范和行業應用。8/18/2022科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022-2030)科技部發改委工信部等九部門聯合印發2025年實現重點行業和領域低碳關鍵核心技術的重大突破:到2030年，進一步研究突破一批碳中和前沿和顛覆性技術研發高效硅基光伏電池、高效穩定鈣鈦礦電池等技術.6/1/2022“十四五”可再生能源發展規劃發改委、國家能源局、財政部等九部門聯合印發掌握鈣鈦礦等新一代高效低成本光伏電池制備及產業化生產技術，突破適用子可再生能源靈活制氫的電解水制氫設備關鍵技術，研發儲備鈉離子電池、液態金屬電池、固態鯉離子電池、金屬空氣電池、鯉硫電池等高能量密度儲

69、能技術。4/2/2022“十四五”能源領域科技創新規劃國家能源局科學技術部推動鈣鈦礦光伏電池進行示范試驗研究。研制基于溶液法與物理法的鈣鈦礦電池量產工藝制程設備，開發高可靠性組件級聯與封裝技術，研發大面積、高效率、高穩定性、環境友好型的鈣鈦礦電池;開展晶體硅/鈣礦、鈣礦/鈣礦等高效疊層電池制備及產業化生產技術研究。美國7/14/2022拜登-哈里斯政府政策扶持鈣鈦礦美國能源部美國能源部(DOE)太陽能技術辦公室(SETO)宣布了 2022 財年光伏研究與開發(PVRD)的資助機會，將為降低成本和供應鏈漏洞、進一步開發耐用的項目提供2900萬美元的資金和可回收太陽能技術，并將鈣鈦礦光伏(PV)技

70、術推向商業化。在2.900萬美元中，1.000萬美元將由拜登總統的兩黨基礎設施法資助，以增加太陽能技術的再利用和回收。日本5/26/2021全球變暖對策推進法日本國會參議院提出到2050年實現碳中和，到2050年將溫室氣體總排放量減少到零。通過開發下一代太陽能電池(鈣鈦礦太陽能電池)的基礎技術，以及為實現產品規?；母鞣N制造工藝技術的研發，該項目的目標是實現到2030年，與傳統硅太陽能電池相同的電費為14日元/kWh 或更低韓國9/12/2020針對本國國內太陽能組件行業的新路線圖韓國貿易工業和能源部韓國國內太陽能制造商和研孕機構期望基于硅和鈣鈦礦的串聯太陽能電池技術將成為下一代光伏產品最有希

71、望的候選者。未來五年，約有1.900億韓元(1.597億美元)的公共投資將用于串聯光伏技術的研究，希望到2023年達到26%的效率，到2030年達到35%的效率。42鈣鈦礦電池產業化加速，單結組件率先突破 目前，單結鈣鈦礦組件產業化進展較為領先，其中協鑫、纖納率先完成100MW單結鈣鈦礦組件中試線安裝，極電光能756cm大尺寸鈣鈦礦光伏組件轉換效率目前達到18.2%。協鑫光電生產的尺寸為1m2m的全球最大尺寸鈣鈦礦組件已經下線，22年上半年，應用協鑫光電1米*2米大尺寸鈣鈦礦組件的Project Y鈣鈦礦小屋亮相張家口，目前，其投建的全球首條100MW量產線已在昆山完成廠房和主要硬件建設，計劃

72、22年投入量產，預計在工藝和產能穩定后，23年量產組件產品光電轉化效率將超過18%，未來鈣鈦礦組件的效率預計將進一步提升至25%以上；GW級產線已在規劃中，目標24年下半年落地。纖納完成1.245 0.635m尺寸組件發布，最高功率可達130W。其主打組件順利通過IEC61215、IEC61730穩定性全體系認證，采用纖納獨立開發的溶液打印技術，具有功率高、穩定性好、溫度系數低、熱斑效應小、不易隱裂等特性；第一條GW級產線預計23年年底通線，效率預計20%。數據來源：協鑫光電、纖納光電、東吳證券研究所圖：纖納半透明組件，透光度可調節圖：協鑫鈣鈦礦組件43協鑫光電：背靠協鑫，學者科研實力加持 公

73、司背景：公司成立于2010年，前身為廈門惟華光能，于2016年被協鑫集團收購并成立協鑫納米科技有限公司。董事長范斌博士學者出身，師從鈣鈦礦領域開拓者瑞士洛桑聯邦理工學院Michael Gratzel教授。公司在鈣鈦礦電池研發上共有64項專利已獲授權，其中發明專利17項，實用新型專利47項。路線選擇：單結鈣鈦礦，尺寸2m1m（大尺寸）。產業化優勢：目前唯一一家產業化階段實現大尺寸組件生產的鈣鈦礦廠家。轉換效率：量產效率目前16%，2023年底預計達成18%以上；預計每年爬坡12%（絕對值），3-5年內實現20%以上電池轉換效率；目標未來鈣鈦礦組件效率提升至25%以上。產能進展：2017年10MW

74、中試線建成；2021年9月100MW 量產線建成（研發），尺寸1m2m，當前處于效率提升、工藝設備改造階段；GW級產線預計24年下半年落地。數據來源：協鑫光電、東吳證券研究所圖：協鑫光電產能規劃效率效率產能產能10MW10MW中試線中試線20172017年年20212021年年100MW100MW量產線建成量產線建成量產效率量產效率16%16%20222022年底年底20232023年年量產效率量產效率18%18%20242024年下半年年下半年GWGW級產線落地級產線落地未來未來3 3-5 5年年量產效率量產效率20%20%量產效率量產效率25%25%以上以上最終最終44纖納光電：產業化進度

75、領先，政策重點支持 公司背景：公司成立于2015年，是國內第一批從事鈣鈦礦商業化研究的機構，以及全球首家實現百兆瓦級鈣鈦礦組件制造和商業應用的公司。公司承擔了三項科技部國家重點研發計劃，三項浙江省重點研發計劃和浙江省領軍型創新創業團隊項目，累計申報知識產權專利300多項。路線選擇：單結鈣鈦礦，尺寸0.6m1.2m。產業化優勢：目前唯一一家實現第三代鈣鈦礦光伏組件（纖納組件）量產的公司，先發優勢明顯；與金晶科技達成戰略合作，確保公司在TCO玻璃上的需求供應。轉換效率：小面積組件效率21.819.35c；量產轉換效率：目前百兆瓦1618%，GW級效率預計20%。產能進展：2020年3月20MW中試

76、線落地；2021年12月100MW產線落成；2022年7月5000片組件實現出貨；預計2024年初1GW 產線通線（由兩條500 MW 或多條200MW、300MW產線組成）數據來源：纖納光電、東吳證券研究所圖：纖納光電產能規劃效率效率產能產能20MW20MW中試線中試線20202020年年20212021年年1212月月100MW100MW量產線量產線建成建成20222022年年7 7月月量產效率量產效率1616-18%18%20232023年底年底/24/24年初年初1GW1GW級產線通線級產線通線量產效率量產效率20%20%50005000片片組件出貨組件出貨20222022年年9 9月

77、月小面積小面積19.35cm19.35cm達達21.821.845極電光能：深耕光伏行業，實驗室到產線綜合發展 公司背景：公司起源于長城控股集團，2018年開始鈣鈦礦技術研發，創始人于振瑞博士擁有35年光伏從業經驗，組建了一支覆蓋從實驗室到產線的綜合性隊伍。路線選擇：單結鈣鈦礦，尺寸0.6m1.2m。產業化優勢：大尺寸鈣鈦礦組件效率行業領先。轉換效率：18.2%756cm；量產效率23年目標1516%。產線進展：2022年12月150MW產線投產運行；2023 年Q1計劃開始建設GW產線；預計2026年底達到10GW產能。數據來源：極電光能、東吳證券研究所效率效率產能產能150MW150MW產

78、線啟動建設產線啟動建設20212021年年Q4Q420222022年年1212月月150MW150MW產線投產產線投產20232023年年Q1Q1量產效率量產效率1515-16%16%20242024年年GWGW級產線投產級產線投產開始建設開始建設GWGW產線產線圖：極電光能產能規劃20262026年年達到達到10GW10GW產能產能20222022年年1010月月大尺寸大尺寸756cm756cm18.2%18.2%46鈣鈦礦電池產業化加速，晶硅鈣鈦礦疊層前景可期 相較于純鈣鈦礦電池路線，晶硅-鈣鈦礦疊層電池有望率先產業化。對于許多有硅技術積累的公司來說，晶硅疊加鈣鈦礦是一個既能利用原有產線和

79、技術積累、又能降本增效的路線。相較與Topcon 疊層，鈣鈦礦與 HJT 疊層更合適，需要做的改造更少，同時鈣鈦礦/HJT 疊層電池為串聯結構，輸出超高電壓，提高轉換效率。目前HJT-鈣鈦礦疊層電池實驗轉換效率目前已達到 31.3%，已有多家硅電池廠商涉足。數據來源：各公司官網、東吳證券研究所圖：晶硅-鈣鈦礦結疊層電池主流企業進展公司公司效率效率進展進展牛津光伏實驗室效率30%已有100MW鈣缽礦疊層電池產線杭蕭鋼構目標效率28%以上2022 年底投產首條 100MW 晶硅薄膜+鈣鈦礦疊層電池中試線華晟新能源目標效率30%已完成HJT-鈣鈦礦中試線，實現M6大面積疊層均勻制備通威股份實驗室效率

80、25.67%鈣鈦礦實驗室已經建立完成，首塊鈣鈦礦電池有望年內下線寶馨科技計劃 2 年內完成 100MW 鈣礦或 HJT-鈣鈦礦疊層電池產線曜能光電2022 年下半年開始建設中試車間，預計2023 年建成隆基綠能公布鈣鈦礦-異質結疊層電池專利晶澳科技研發中心積極研究和儲備IBC 電池、鈣鈦礦及疊層電池技術天合光能目標效率29%以上正在開展鈣鈦礦/晶硅兩端疊層太陽電池的設計、制備研究東方日升保密正在研發中，現階段重點在研發匹配鈣鈦礦的底層電池中來股份目標效率26%以上涉足鈣鈦礦材料與HJT-疊層電池技術開發愛康科技目前公司鈣鈦礦電池技術處于研究論證和規劃階段黑晶光電實驗室效率26.1%串聯型鈣鈦礦

81、/PERC疊層電池達到目前該類電池的最高光電轉換水平晶科能源實驗室效率27.6%已建立大面積鈣鈦礦電池及組件研發線，路線是Topcon-鈣鈦礦疊層47牛津光伏：立足歐洲市場，學術背景實力雄厚 公司背景：牛津光伏（Oxford PV）是英國牛津大學校辦公司，成立于2010年，致力于推動歐洲光伏平價上網，自2012年開始推動鈣鈦礦晶硅太陽能電池的商業化。聯合創始人兼首席科學官是牛津大學物理學教授Henry J.Snaith，其帶領的科研團隊在Nature、Science等國際著名期刊發表論文和專利600多篇，文章被引近11萬，其團隊關于鈣鈦礦器件的穩定性研究對推動鈣鈦礦商業化有重大影響。路線選擇：

82、鈣鈦礦-HJT疊層。產業化優勢：實驗室效率行業領先，研發團隊實力雄勁。轉換效率：29.52%1cm 鈣鈦礦/硅疊層。產線進展：2023年100MW產線投產；計劃籌備2GW產線，時間地點未定；目標24年實現10GW產能。數據來源：Oxford PV、東吳證券研究所圖：牛津光伏產能規劃效率效率產能產能100MW100MW產線完成改建產線完成改建20212021年年7 7月月20232023年年預計預計100MW100MW產線投產產線投產20202020年年1212月月實驗室實驗室1cm1cm達達29.52%29.52%時間未定時間未定籌備籌備2GW2GW級產線級產線電池效率電池效率26%26%電池

83、效率電池效率35%35%20242024年年目標實現目標實現10GW10GW產能產能48鈣鈦礦電池產業化加速，全鈣鈦礦疊層一枝獨秀 仁爍光能150WM產線正在建設中，預計2023年Q3投產。仁爍光能是目前鈣鈦礦廠家中唯一專注全鈣鈦礦疊層的組件廠商。12月31日，仁爍光能官微發布消息稱，經日本JET第三方認證，公司研發的全鈣鈦礦疊層電池穩態光電轉換效率達到29.0%。全鈣鈦礦疊層優勢：1）規避單結鈣鈦礦缺陷帶來的電池短路，減少對放大面積后的效率和穩定性的影響，從世界紀錄可以看到，隨著面積的放大，疊層鈣鈦礦發電效率衰減的速度比單結慢；2）解決晶硅疊鈣鈦礦電池中的晶硅層與鈣鈦礦層壽命不一致的問題；3

84、）制作鈣鈦礦層用一步法，相對晶硅疊鈣鈦礦降低制作工藝難度。全鈣鈦礦疊層壁壘：寬窄帶隙配方、互連層的材料和工藝。數據來源：仁爍光能、東吳證券研究所圖：日本JET認證，全鈣鈦礦疊層效率達29%技術狀態效率小面積疊層鈣鈦礦效率已獲JET認證29%大尺寸疊層鈣鈦礦組件效率已獲JET認證24.50%單結鈣鈦礦組件(10cm*10cm)研發突破21%單結鈣鈦礦組件(22cm*22cm)研發突破19%大面積鈣鈦礦組件(1.2m*0.6cm)2023研發計劃22%圖：仁爍光能目前效率進展49仁爍光能：專注全鈣鈦礦疊層，技術突破領先行業 公司背景：公司由南京大學譚海仁教授創立于2021年12月，背靠南京大學、復

85、旦大學、中科院等知名高校和科研機構，產業化管理團隊為協鑫集團原核心管理層之一，技術團隊在鈣鈦礦太陽能電池轉化效率方面數次創造世界紀錄。路線選擇：全鈣鈦礦疊層（行業唯一一家），尺寸0.6m1.2m。產業化優勢：已研發成功替代晶硅窄帶隙的鈣鈦礦層配方，成功實現全鈣鈦礦疊層組件，提效降本優勢明顯；已成功研發疊層鈣鈦礦互連層配方和工藝；與德滬涂膜合作成功調試適配公司材料體系及工藝配方的狹縫涂布設備，快速實現技術產業化。轉換效率：1）實驗室效率：疊層21年24.7%，21年底26.4%，22年上半年28%，22 年年底日本JET認證29%。2）產業化效率：單結19%，疊層22%，工藝成熟以后可做到30%

86、以上。產線進展：22年8月建成蘇州高新區10MW疊層產線（研發為主）；常熟150MW在建，尺寸1.2*0.6，先建單結產線跑通產線后建疊層，預計23Q4出貨，24年滿產；25年投入GW級，預計26年有產出。數據來源：仁爍光能、東吳證券研究所效率效率產能產能150MW150MW產線出貨產線出貨20222022年年1212月月20232023年年Q4Q410MW10MW中試線建成中試線建成20222022年年8 8月月20252025年年籌備籌備GWGW級產線級產線疊層日本疊層日本JETJET認證認證29%29%量產效率量產效率30%30%以上以上20262026年年GWGW級產線有產出級產線有產

87、出單結單結19%19%，疊層，疊層22%22%20242024年年150MW150MW滿產滿產圖：仁爍光能產能規劃50鈣鈦礦電池產業化加速，各類廠商入局 鈣鈦礦電池各組件廠商電池路線、工藝選擇及產能布局：數據來源：各公司官網、東吳證券研究所廠商電池結構制備工藝尺寸量產效率量產中試線GW級量產線規模狀態成本目標/瓦規模時間極電光能單結鈣礦層:PVD+狹縫涂布電子和空穴傳輸層:PVD/RPD電極:PVD沉積透明金屬氧化物1.2m0.6m量產目標15-16%150MW設備調試11.5元1GW級2024年投產5GW2025年投產協鑫光電單結鈣礦層:狹縫涂布電子和空穴傳輸層:PVD電極:TCO如氧化金等

88、1m*2m目前16%，23年18%以上，目標25%以上100MW完成1元GW級2024年纖納光電單結鈣礦層:干法共蒸CVD電子和空穴傳輸層:PVD/熱蒸鍍鈍化層:狹縫涂布0.6m X1.2m目前16-18%，GW量產目標20%100MW完成并發貨1.3元1GW2024年初無限光能單結/目標20%以上100MW融資/眾能光電反式單結鈣礦層:干法共蒸CVD電子和空穴傳輸層:PVD/熱蒸鍍鈍化層:狹縫涂布1.1m X1.3m初期目標18%2023年底投產/萬度光能介孔單結介孔層:絲網印刷鈣礦層:常溫涂布電極:絲網印刷碳電極1.0m X1.6m2022年16-18%2023年18-20%200MW簽約

89、1.6-1.8元（目前）10GW/合特光電(杭蕭鋼構)晶硅鈣鈦礦疊層/100MW擬建/牛津光伏晶硅鈣鈦礦疊層真空鍍膜/2023年投產/曜能科技晶硅鈣鈦礦疊層/中試車間23年第投入使用/聆達股份鈣鈦礦-HJT疊層/擬建/2GW/錦能新能源鈣鈦礦-HJT疊層/目標22%以上/擬建/泰州錦能鈣鈦礦-HJT疊層/目標22%以上/簽約/黑晶光電鈣鈦礦-PERC疊層/仁爍光能全鈣鈦礦疊層鈣鈦礦：狹縫涂布電子和空穴傳輸層:PVD1.2*0.6m23年單結19%，疊層22%150MW搭建中/GW級2026年有產出東方日升疊層/擬建/寶馨科技晶硅鈣鈦礦四端子疊層/2024年底投產/寧德時代/搭建中/中國華能/3

90、500cm2/2021年投產/奧聯電子/120MW2024年投產/2GW5年內51鈣鈦礦電池產業化加速，投資者關注度提升 鈣鈦礦電池各組件廠商融資情況：數據來源：各公司官網、東吳證券研究所企業名日期融資輪數融資金額投后估值資方協鑫光電12/14/2022B+輪5億元25億元淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本5/13/2022B輪5億騰訊3/9/2021Pre-B輪過億凱輝基金10/20/2020A+輪/寧德時代7/15/2020A輪/凱輝基金5/27/2020天使輪/昆高新極電光能10/13/2021Pre-A輪2.2億7700萬元17億元九智資本2200萬元建銀國際7700萬元碧桂園2200萬

91、元穩晟科技2200萬元金投資本纖納光電2022/10D輪4億40億元招銀國際、杭開集團7/19/2021戰略投資/三峽建信1/25/2020C輪3.6億衢州市綠色產業引導基金京能集團、招銀國際衢州金投、三峽建信9/30/2019B輪/海邦投資、立晟投資4/30/2019A輪/三峽建信7/2/2018天使輪/余杭產業基金萬度光能8/25/2021戰略投資/20-40億元宜昌國投集團10/10/2016天使輪/市農發投仁爍光能2022/7Pre-A輪數億10億元三行資本、中科創新、險峰、金浦、蘇高新創投、云啟52PART5 市場空間廣闊，鈣鈦礦前景星辰大海！53供給端：2025/2030鈣鈦礦市場

92、空間分別為38/950億元 2025年鈣鈦礦組件市場空間達37.5億元，2030年達950億元。按照各家廠商發布的量產規劃，2023年合計鈣鈦礦組件產能1.25GW，2025年7.4GW，預計組件市場空間約37.5億元，2030年鈣鈦礦組件產能預計142GW，對應市場空間約950億元，2022-2030CAGR達128%。數據來源：各公司公告、協鑫光電、東吳證券研究所(*2025年后產能為估計值，以公司規劃為準)圖表：鈣鈦礦應用市場空間測算供給端(*2025年后產能為估計值)廠家廠家20222023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E纖納光電0.10.112

93、5581218協鑫光電0.10.1113581215極電光能0.150.15113581012仁爍光能0.150.15112358無限光能0.10.10.11235奧聯光能0.050.120.1211224光晶能源0.010.10.10.10.11124大正微納0.10.10.11124萬度光能0.20.20.20.21124寧德時代0.20.21135812牛津光伏0.10.10.111338曜能科技0.10.111224黑晶光電0.10.111224其他其他0.00.10.20.502.005.0012.0024.0040.00合計鈣鈦礦組件產能（合計鈣鈦礦組件產能（GW）0.36 1.2

94、5 4.47 7.42 19.50 33.00 58.00 89.00 142.00 鈣鈦礦組件產量（鈣鈦礦組件產量（GW）0.07 0.20 0.80 2.50 7.50 20.00 36.00 60.00 95.00 每瓦單價(元/W)1.80 1.70 1.65 1.50 1.35 1.25 1.20 1.10 1.00 鈣鈦礦組件市場空間（億元）鈣鈦礦組件市場空間（億元）1.30 3.40 13.20 37.50 101.25 250.00 432.00 659.75 950.00 54供給端：鈣鈦礦材料端空間測算 鈣鈦礦需求高增帶動設備及原材料需求空間廣闊，預計2030年設備及原材料

95、空間達239/490億元。若2030年鈣鈦礦組件產量為95GW，產能對應設備市場空間為239億元，其中鍍膜/激光/涂布/封裝設備為別為120/60/36/24億元；對應鈣鈦礦材料市場空間28億元，玻璃市場空間259億元（FTO玻璃182億元，背板玻璃77億元），封裝材料市場空間98億元（POE膠膜及丁基膠各49億元），靶材市場空間105億元，玻璃及靶材因單位成本占比較高，價值量空間較大。數據來源：各公司公告、協鑫光電、東吳證券研究所(*2025年后產能為估計值，以公司規劃為準)圖表：鈣鈦礦設備及材料市場空間測算供給端(*2025年后產能為估計值)單項單項20222023E2024E2025E2

96、026E2027E2028E2029E2030E鈣鈦礦產能鈣鈦礦產能(GW)0.36 1.25 4.47 7.42 19.50 33.00 58.00 89.00 142.00 鈣鈦礦組件產量（鈣鈦礦組件產量（GW）0.07 0.20 0.80 2.50 7.50 20.00 36.00 60.00 95.00 設備單GW投資額（億元）121098.587.56.55.54.5鈣鈦礦設備市場空間（億元）鈣鈦礦設備市場空間（億元）4.3 8.9 29.0 25.1 96.6 101.3 162.5 170.5 238.5 1）鍍膜設備2.2 4.5 14.5 12.5 48.3 50.6 81.

97、3 85.3 119.3 2）激光設備1.1 2.2 7.2 6.3 24.2 25.3 40.6 42.6 59.6 3）涂布設備0.6 1.3 4.3 3.8 14.5 15.2 24.4 25.6 35.8 4）封裝設備0.4 0.9 2.9 2.5 9.7 10.1 16.3 17.1 23.9 鈣鈦礦層市場空間（億元）鈣鈦礦層市場空間（億元）0.0 0.1 0.4 1.1 3.0 7.4 12.7 19.5 28.0 玻璃及其他封裝材料市場空間（億元）玻璃及其他封裝材料市場空間（億元）0.4 1.2 5.0 14.1 38.1 94.0 162.5 248.1 357.3 1）玻璃市

98、場空間0.3 0.8 3.6 10.2 27.6 68.2 117.9 180.0 259.2 FTO玻璃0.2 0.6 2.5 7.2 19.4 47.9 82.8 126.5 182.2 背板玻璃0.1 0.3 1.1 3.0 8.2 20.3 35.0 53.5 77.1 2）封裝材料（POE膠膜及丁基膠，億元）0.1 0.3 1.4 3.9 10.5 25.8 44.6 68.1 98.1 POE膠膜0.1 0.2 0.7 1.9 5.2 12.9 22.3 34.1 49.0 丁基膠0.1 0.2 0.7 1.9 5.2 12.9 22.3 34.1 49.0 靶材市場空間（億元）靶

99、材市場空間（億元）0.1 0.4 1.5 4.1 11.2 27.7 47.8 73.0 105.1 55需求端：BIPV鈣鈦礦電池為理想材料 BIPV為光伏未來應用的重要場景：光伏建筑一體化（BIPV）為將光伏組件集成到建筑上的分布式發電系統，主要應用場景包括屋頂、幕墻、窗戶、圍欄等，其中立面和光伏屋頂為主要應用方向。鈣鈦礦為BIPV應用的理想材料：1）鈣鈦礦組件更輕薄、柔韌性好更好，可塑性高，可以任意彎曲，在BIPV中應用更廣泛；2）相較于晶硅電池透光性更強，可以滿足建筑物對于不同光照強度的要求；3）鈣鈦礦組件具有顏色可調的特點，可以根據需求生產出不同顏色的組件，美觀性更強；4）在陰天和人

100、造光環境下也有較高的轉換效率，發電較為穩定。數據來源：BIPV在線、東吳證券研究所圖表：BIPV應用示意圖圖表：BIPV屋頂與立面示意圖56需求端：CIPV目前尚處于起步階段 CIPV目前尚處于起步階段：車載光伏發電系統（CIPV）為在汽車上安裝整套的離網光伏發電系統，該領域目前處于起步階段，僅有Toyota Prius Prime、Nissan Leaf、Karma Fischer Revero、Hyundai Sonata和Ioniq 5配備了光伏集成全景天窗；同時初創公司EV Solar Kits正在為特斯拉開發車載光伏設計方案，可以安裝在Model 3和Model Y汽車的車頂上，成本

101、為5000元，加裝后可讓汽車每天多跑100公里。數據來源：EWE、東吳證券研究所圖表：CIPV應用示意圖圖表：特斯拉車載光伏示意圖57需求端：地面電站產業化曙光初現 技術逐漸成熟有助于推進大規模應用，未來鈣鈦礦應用空間廣闊。鈣鈦礦效率上限高，光學及電學性能，且成本約為傳統光伏的5%，大規模應用后有望推進光伏平價上網，但因其穩定性較差、壽命較低，大規模應用存在技術難度。2023年2月15日，衢江區鈣鈦礦集中式光伏電站一期項目在衢州市衢江區開工，裝機容量12MW,計劃投資6000萬元，是全球首個鈣鈦礦地面光伏電站，產業化應用曙光初現，鈣鈦礦地面電站應用空間廣闊。數據來源：光伏前沿、東吳證券研究所圖

102、表：衢州光伏發電項目圖表：衢州鈣鈦礦集中式光伏電站一期開工58需求端：鈣鈦礦需求空間廣闊，預計30年達95GW 光伏裝機需求向好疊加滲透率高增，鈣鈦礦組件市場空間廣闊。假設2023/2025/2030年全球光伏裝機分別為375/585/1319GW，組件在地面電站滲透率由2023年的0%逐步提升至2030年的3.0%，2025/2030年全球地面電站鈣鈦礦需求分別為2.3/25.0GW；在分布式中的滲透率由2023年的0.2%提升至2030年的9.4%，2025/2030全球分布式鈣鈦礦需求分別2.3/70.5GW,2025/2030整體市場空間為2.6/95.5GW,2022-2030CAG

103、R達146%，市場空間廣闊。數據來源：各公司公告、東吳證券研究所圖表：鈣鈦礦組件在地面電站及分布式空間測算202120222023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E全球光伏裝機（全球光伏裝機（GW）170 256 375 480 585 698 825 968 1130 1319 地面電站占比（地面電站占比（%）56%49%54%54%54%53%53%53%53%53%地面電站裝機（地面電站裝機（GW）95.25 124.62 201.66 260.95 315.33 371.73 436.07 509.81 595.12 694.11 組件容配比組件容

104、配比1.21.21.21.21.21.21.21.21.21.2地面電站組件需求（地面電站組件需求（GW）114.30 149.55 241.99 313.15 378.40 446.08 523.29 611.77 714.14 832.93 鈣鈦礦組件滲透率（鈣鈦礦組件滲透率（%）0.00%0.00%0.00%0.01%0.1%0.5%0.8%1.5%2.0%3.0%鈣鈦礦需求鈣鈦礦需求地面電站（地面電站（GW）0.00 0.00 0.00 0.03 0.30 2.23 4.19 9.18 14.28 24.99 分布式占比（分布式占比（%）44%51%46%46%46%47%47%47%

105、47%47%分布式裝機（分布式裝機（GW）75.08 131.47 173.45 218.98 270.02 326.35 388.66 458.67 535.12 624.86 組件容配比組件容配比1.21.21.21.21.21.21.21.21.21.2分布式組件需求（分布式組件需求（GW）90.10 157.76 208.14 262.78 324.02 391.62 466.40 550.41 642.15 749.83 鈣鈦礦組件滲透率（鈣鈦礦組件滲透率（%）0.01%0.05%0.10%0.30%0.70%1.40%3.90%5.00%7.50%9.40%鈣鈦礦需求鈣鈦礦需求-分

106、布式（分布式（GW）0.01 0.07 0.20 0.80 2.27 5.48 18.19 27.52 48.16 70.48 鈣鈦礦滲透率鈣鈦礦滲透率-合計合計（%）0%0%0%0%0%1%2%3%5%6%鈣鈦礦需求鈣鈦礦需求-合計（合計（GW）0.01 0.07 0.20 0.83 2.57 7.71 22.38 36.70 62.44 95.47 59PART6 投資建議5960投資建議投資建議：鈣鈦礦效率潛力高成本低、23年GW級招標或出現，降本增效促進下，鈣鈦礦有望成為下一代光伏電池技術方向，重點關注：1）鈣鈦礦組件：隆基綠能、天合光能、晶澳科技、晶科能源、通威股份，關注東方日升、杭

107、蕭鋼構、奧聯電子等；2）設備：關注捷佳偉創、邁為股份、京山輕機、大族激光、帝爾激光、德龍激光、杰普特、奧來德、德滬涂膜（未上市）；3）封裝：福斯特、海優新材，關注天洋新材、激智科技；4）TCO玻璃：關注金晶科技、耀皮玻璃。5）關注鈣鈦礦領先創業公司：纖納光電、協鑫光電、仁爍光能、極電光能、耀能科技、黑晶光電等（未上市）。數據來源：Wind，東吳證券研究所圖表：重點公司估值表（截至2023年02月05日）60證券代碼名稱總市值股價歸母凈利潤（億元）PE評級總股本來源（億元）2022E2023E2024E2022E2023E2024E（億股）鈣鈦礦組件601012.SH 隆基綠能3,6924915

108、0.4190.8230.4251916買入75.82東吳預測688599.SH 天合光能1,5056937.571.496.5402116買入21.69東吳預測002459.SZ晶澳科技1,5326552.980.8106291914買入23.55東吳預測688223.SH 晶科能源1,5801628.365.489.9562418買入100東吳預測600438.SH 通威股份1,91543262.3175.5161.271112買入45.02東吳預測300118.SZ東方日升2953310.9116.1121.96271813未評級8.92Wind600477.SH 杭蕭鋼構13964.65

109、5.576.63302521未評級23.69Wind鈣鈦礦設備300724.SZ捷佳偉創4051169.6312.6316.13423225增持3.48東吳預測300751.SZ邁為股份7314209.819.1328.42753826買入1.74東吳預測300585.SZ奧聯電子60350.230.290.9225720565未評級1.71Wind000821.SZ京山輕機156252.854.315.57553628未評級6.23Wind002008.SZ大族激光3032914.3919.926.59211511買入10.52東吳預測300776.SZ帝爾激光2481455.077.341

110、0.35493424未評級1.71Wind688170.SH 德龍激光65630.81.281.88825135未評級1.03Wind688025.SH杰普特58620.891.972.81652921未評級0.94Wind688378.SH奧來德64631.82.683.88362417未評級1.03WindPOE封裝材料603806.SH福斯特1,0137624.835.642.4412824買入13.32東吳預測688680.SH 海優新材1922290.88.110.92292418買入0.84東吳預測603330.SH 天洋新材67160.372.633.611812619未評級4.

111、33Wind300566.SZ激智科技69260.562.273.341233021未評級2.64WindTCO玻璃600586.SH 金晶科技173125.629.3812.54311814未評級14.29Wind600819.SH 耀皮玻璃738-未評級9.35Wind61 1）晶硅電池價格下降，鈣鈦礦電池成本優勢下降。目前晶硅電池產業鏈從硅料到組件價格均有不同程度下降，鈣鈦礦在工藝改進、量產線建設階段，設備國產化中，對比晶硅電池成本優勢或不達預期。2）應用階段組件效率、壽命不及預期。多家鈣鈦礦組件廠商通過IEC 61215 雙85測試，但未尚實現大量出貨，未有大規模實際應用，應用階段組件

112、效率、壽命或不及預期。3）產品銷量低于預期。我們認為鈣鈦礦前期主要市場為BIPV、CIPV 薄膜電池領域，如在這兩個領域銷量不達預期，鈣鈦礦電池或面臨擴產速度減緩。風險提示免責聲明免責聲明東吳證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準，已具備證券投資咨詢業務資格。本研究報告僅供東吳證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議，本公司不對任何人因使用本報告中的內容所導致的損失負任何責任。在法律許可的情況下，東吳證券及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易，

113、還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。市場有風險，投資需謹慎。本報告是基于本公司分析師認為可靠且已公開的信息，本公司力求但不保證這些信息的準確性和完整性，也不保證文中觀點或陳述不會發生任何變更，在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本報告的版權歸本公司所有，未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制和發布。如引用、刊發、轉載，需征得東吳證券研究所同意，并注明出處為東吳證券研究所，且不得對本報告進行有悖原意的引用、刪節和修改。東吳證券投資評級標準：公司投資評級：買入：預期未來6個月個股漲跌幅相對大盤在15%以上；增持：預期未來6個月個股漲跌幅相對大盤介于5%與15%之間；中性：預期未來6個月個股漲跌幅相對大盤介于-5%與5%之間；減持：預期未來6個月個股漲跌幅相對大盤介于-15%與-5%之間；賣出：預期未來6個月個股漲跌幅相對大盤在-15%以下。行業投資評級：增持：預期未來6個月內，行業指數相對強于大盤5%以上；中性：預期未來6個月內，行業指數相對大盤-5%與5%；減持：預期未來6個月內，行業指數相對弱于大盤5%以上。東吳證券研究所蘇州工業園區星陽街5號郵政編碼：215021傳真：（0512）62938527公司網址：http:/62東吳證券財富家園