光伏設備行業專題報告：鈣鈦礦電池光伏發展新方向關注產業鏈動態變化-230226（36頁）.pdf

1、【華西機械團隊華西機械團隊】毛冠錦：毛冠錦：S1120523020001S1120523020001鈣鈦礦電池：光伏發展新方向，關注產業鏈動態變化請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明僅供機構投資者使用僅供機構投資者使用證券研究報告證券研究報告2023年2月26日光伏設備專題報告1摘要n鈣鈦礦優勢顯著多方關注度日益提升，市場潛力大發展空間廣闊鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）具有可調節的帶隙，高吸收系數 和長的載流子擴散長度等特性，是最有發展潛力的薄膜光伏技術。鈣鈦礦材料在太陽能電池領域取得了突破性的進展，通過改進鈣鈦礦材料配方、器件制造流程和高質量的成膜方法，小面

2、積單節鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率持續突破新高，鈣鈦礦領域的研究已進入規?；a的探索階段，代表企業有協鑫光電、纖納光電、極電光能等。但目前鈣鈦礦電池的制備仍存在穩定性、鉛污染及大面積制備效率尚低等工藝難點。鈣鈦礦材料占總成本比例小，設備投資額有望進一步降低。以協鑫光電100MW產業為例，其生產線組件成本小于1元/W，預計5-10GW級別量產線組件成本降至0.5-0.6元/W，遠低于晶硅生產成本1元/W。晶硅1GW的產能（包含硅料、硅片、電池、組件）投資額在10億元左右，而協鑫鈣鈦礦的第一條100MW的設備產線投資在1億元左右，1GW產能投資額規?；箢A計約為5億元。n鈣鈦礦光伏電池的制備中

3、，鈣鈦礦吸光層、ETL、HTL是制備工藝中的核心環節。其中，鈣鈦礦吸光層的制備是最核心的環節。鈣鈦礦層：高效鈣鈦礦電池的首要條件是鈣鈦礦吸收層形貌，均勻度，結晶度，覆蓋度，晶粒尺寸和晶粒取向質量均較高。對于鈣鈦礦薄膜的大面積制備技術，如何控制大面積薄膜均勻性（厚度約500nm）和降低薄膜的缺陷密度仍然是一個挑戰。目前主要集中于MAPbI3鈣鈦礦的研究，大面積通常采用狹縫涂布工藝?？昭▊鬏攲樱℉TL）：第一類是無機物和有機金屬化合物（有氧化銅，碘化亞銅，氧化鎳（NiO）和硫氰化銅(CuSCN)）、一類是聚合物（如PSS、PTAA等）。若是氧化鎳，通常用噴涂、噴霧熱解制備或者是用PVD法制備。若選

4、擇PTAA等有機物，采用刮涂或是噴霧熱解制備。電子傳輸層（ETL）：若為有機材料通常采用蒸鍍工藝，若為金屬氧化物，通常采用氣象沉積工藝如PVD或RPD設備、材料包括TiO2、ZnO、SnO2、WOX、In2O3、富勒烯極其衍生物等。非金屬電極：非金屬電極是透明導電氧化層（TCO），通常使用ITO和FTO。FTO可以耐500高溫，主要用于燒結TiO2的場合，比如介孔層，采用TiO2作為電子傳輸層的器件。ITO的透光性和導電性優于FTO，但不耐高溫，通常用于低溫和柔性器件。通常采用PVD磁控濺射制備。背電極：包括金屬電極和碳電極。金屬電極通常采用真空蒸鍍、磁控濺射鍍制備；碳電極通常采用涂布法。n設

5、備廠商率先受益，關注產業鏈動態。下游企業加速布局百兆瓦級中試線，大面積制備已具備一定基礎，部分企業GW級產線已提上日程。產業發展處于0-1階段，我們認為設備企業有望率先受益，捷佳偉創、德龍激光、京山輕機、大族激光等走在前列。關注其他領域的涂布、真空鍍膜等設備公司可能在鈣鈦礦電池領域中的動態。n投資建議：鑒于行業正處于初期，蘊含較大機遇，我們給予行業“推薦”評級。n受益標的：捷佳偉創、京山輕機、德龍激光、大族激光、帝爾激光、杰普特、邁為股份、科恒股份、奧來德、恩曼斯特（未上市）等n風險提示：鈣鈦礦電池產業化進度不及預期；行業競爭加??；下游行業景氣度不及預期；公開信息有誤。2目錄鈣鈦礦電池：行業概

6、述一鈣鈦礦電池：工藝與設備二鈣鈦礦電池：產業鏈分析三四投資建議、受益標的及風險提示一、鈣鈦礦電池：行業概述34鈣鈦礦電池：第三代太陽能電池n太陽能電池是指可以有效吸收太陽能，并將其轉化為電能的半導體部件。目前太陽能電池已發展至第三代。1）硅晶太陽能電池：以單晶硅、多晶硅為代表，是目前技術發展成熟且應用最廣泛的太陽能電池，但仍存在單晶硅太陽能電池原料要求高及多晶硅太陽能電池生產工藝復雜等問題；2）化學薄膜太陽能電池：主要以碲化鎘（CdTe）、砷化鎵（GaAs）、銅銦鎵硒（CIGS）為代表，相較晶硅電池所需材料少易于進入量產化階段，但仍存在部分金屬材料價格昂貴、材料純度要求高的問題；3）新型薄膜太

7、陽能電池：主要有染料敏化太陽能電池（DSSCs）、鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）、量子點太陽能電池（QDSCs）等，具有效率提升速度快、成本低等優勢，已受到產業界的廣泛關注。n鈣鈦礦：本指化學式為CaTiO3的礦物質以及擁有為CaTiO3結構的金屬氧化物。發展至今，鈣鈦礦已經成為化學式為ABX3的物質的術語，正八面體結構，鈣鈦礦材料具備高光電系數、長載流子擴散長度、可人工合成等特點。鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池。圖表：鈣鈦礦晶格結構圖表：太陽能電池分類及效率資料來源：NREL，低成本制備效率鈣鈦礦太陽能電池的研究（呂鳳），華西證券研究所5鈣鈦礦電池

8、：第三代太陽能電池n鈣鈦礦太陽能電池基本原理：光生伏特效應。工作機制總體可以分為五個過程，即光子吸收過程（產生激子）、激子擴散過程、激子解離過程（分離為電子和空穴）、載流子傳輸過程和電荷收集過程。經過五個過程后，自由電子通過電子傳輸層后被陰極層收集，自由空穴通過空穴傳輸層后被陽極收集，兩極形成電勢差，電池與外加負載構成閉合回路，回路中形成電流。n常見高效鈣鈦礦太陽能電池結構是透明導電氧化物（FTO或ITO），電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層（HTL）、金屬電極（背電極）。根據電子傳輸層與空穴傳輸層位置不同，可分為正式結構電池（n-i-p）與反式結構電池（p-i-n）；根據電荷傳輸

9、層的形貌結構，可分為介孔結構和平面結構。介孔結構：采用TiO2作為介孔骨架，相較平面結構散光效果好、接觸面積大、成膜均勻光滑。但由于制備工藝復雜、能耗高，或不利于大規模制備量產。正式（常規）結構：無介孔電子傳輸層，制備更簡單靈活，減少了500高溫煅燒TiO2的步驟，但相較介孔結構效率略差。反式（倒置）結構：構成為導電玻璃基地上先制備HTL、鈣鈦礦吸光層、ETL及金屬對電極，制備工藝簡單、成膜溫度低、成本低，是目前產業化進程中的主流結構。圖表：鈣鈦礦電池結構及作用、特點圖表：鈣鈦礦電池發電原理示意圖資料來源：鈣鈦礦太陽能電池缺陷鈍化技術的研究進展（鐘東霞），鈣鈦礦太陽電池綜述（施光輝等），晶體硅

10、太陽能電池物理（陳哲艮），華西證券研究所鈣鈦礦電池結構作用及特點透明導電氧化物（FTO或ITO）起透光和導電作用，同時滿足高透過率、高遷移率和低方阻的要求；透過率85%以上，目前已成熟和應用電子傳輸層（ETL）具有較高電子遷移率，便于接收由鈣鈦礦層傳輸的電子，并將其傳至光陽極中鈣鈦礦吸收層有機金屬鹵化物鈣鈦礦為核心，吸收材料屬于直接帶隙半導體，具有高效光吸收性能；鈣鈦礦層吸收光子產生激子，由于非常低的庫侖力束縛，在室溫下激子隨后迅速分離成自由的電子和空穴?？昭▊鬏攲樱℉TL）與鈣鈦礦層保持良好接觸，更好實現空穴傳輸金屬電極目前廣泛應用于高效鈣鈦礦太陽電池對電極的是金和銀圖表：鈣鈦礦電池三種主要

11、結構6鈣鈦礦電池：第三代太陽能電池n鈣鈦礦太陽能電池還可分為單結電池和多結疊層電池。單結電池相較于多結疊層電池效率更低，主要為平面反式結構，目前在市場上廣泛應用。多結疊層電池則主要通過疊層方式與HJT、IBC等電池組合，實現吸收光譜互補，可以突破傳統晶硅電池理論效率極限，提升光伏電池轉換效率。目前兩端疊層電池效率已經突破28%。鈣鈦礦晶硅疊層電池結構有多種。2-T疊層電池又稱集成一體化結構，是指在硅電池上生長鈣鈦礦電池，采用中間層連接兩個子電池；4-T疊層電池又稱為機械堆疊結構，是指將帶隙較大的鈣鈦礦電池作為頂電池，將帶隙較小的晶硅電池作為底電池，通過簡單堆疊形成疊層電池，頂電池和底電池分別保

12、留其正負極，構成4個終端結構。另外，還有光譜分離的四端疊層電池、反射結構的四端疊層電池、三端疊層等。圖表：鈣鈦礦/晶硅疊層（2-T）電池效率進展圖表：在HJT電池表面涂覆一層做鈣鈦礦電池 圖表：鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池結構單位電池結構效率Eff時間柏林亥姆霍茲中心鈣鈦礦/晶硅29.8%2021.11荷蘭應用科學研究組織鈣鈦礦/晶硅（HJT）29.2%2021.11牛津光伏鈣鈦礦/晶硅，2T29.52%2020.12種類介紹圖例機械堆疊的四端疊層電池（4-T）含義將兩個子電池獨立制備后堆疊在一起，相互之間只有光學耦合作用。四端疊層電池對電極有較高的要求，要求四個電極中其中三個為透明電極，進光面電

13、極需要具備在寬光譜范圍內的高透過，中間兩個電極需要具備在紅外光譜范圍內的高透過。優點這個結構的優點是各個子電池的制備工藝不互相制約，能各自采用最優的工藝條件。四端疊層電池在工作過程中，兩個子電池可以分別保持在最大功率點，這減少了頂電池帶隙選擇的限制，當頂電池帶隙為1.62eV，疊層電池都能獲得較高的效率。缺點采用四端結構意味著功率電子元件要加倍，相應地，度電成本將提高。兩端疊層電池（2-T）含義在晶硅電池上直接生長鈣鈦礦電池，中間通過復合層或隧道結將兩個子電池串聯起來。優點與四端疊層電池相比，兩端疊層電池僅需要一個寬光譜透明電極，有利于降低制造成本。缺點兩端疊層電池限制：首先串聯電池的電流由兩

14、個子電池中較小的電流決定，因此，要求兩個子電池具有近似的電流。其次，頂電池直接沉積在底電池上，要求頂電池功能層的制備不能影響底電池的性能，同時底電池表面成為頂電池的襯底，傳統絨面結構的晶硅底電池為制備高性能鈣鈦礦電池帶來了挑戰。7鈣鈦礦電池優勢顯著：極限效率和發電量高n鈣鈦礦電池光電轉化效率理論極限高于晶硅電池。根據權威測試機構德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）測算，普通單晶硅太陽能電池理論極限轉換效率為24.5%，HJT電池理論極限轉換效率為27.5%，TOPCon電池理論極限轉換效率為28.7%。而單層鈣鈦礦電池理論極限轉換效率高達31%，鈣鈦礦雙節鈣鈦礦效率極限高達35%，三節鈣鈦礦理論

15、極限效率為45%。鈣鈦礦電池轉換效率極限高主要原因在于其禁帶寬度適宜、鈣鈦礦材料帶隙寬度可調以及無組件效率損失。禁帶寬度適宜：過寬的帶隙寬度會使得被吸收的光子過少。例如MAPbI3-xBrx中，隨x的變化可實現帶隙 1.52.3eV連續可調。帶隙寬度可調：通過調整A、B和X含量可以獲得不同組分鈣鈦礦材料，對應鈣鈦礦材料的帶隙及能級分布也各不相同，通過對鈣鈦礦進行組分調控，可實現帶隙連續調控，這也決定了鈣鈦礦可以廣泛應用在發光、光伏和光探等領域。根據上海交大物理與天文學院官微顯示，數值計算表明使用帶隙為1.72eV的鈣鈦礦與1.12eV的晶硅結合，理論疊層效率高達43%。圖表：鈣鈦礦帶隙寬度適宜

16、且可調圖表：不同太陽能電池理論極限轉換效率對比 0%10%20%30%40%50%晶體硅電池普通單晶硅電池HJT電池TOPCon電池鈣鈦礦單層電池晶硅/雙節疊層鈣鈦礦電池三節層鈣鈦礦電池圖表：寬帶隙鈣鈦礦半透明電池及晶硅疊層電池器件性能8鈣鈦礦電池優勢顯著：極限效率和發電量高n鈣鈦礦電池發電量高：主要原因在于其抗衰減性強、具有低溫度系數、吸收系數高且弱光效應好?？顾p性強：鈣鈦礦電池無PID效應與LID效應。PID效應又稱電勢誘導衰減，電池片與其接地金屬邊框間高電壓作用下出現離子遷移，大量電荷聚集于電池片表面使其表面鈍化，最終導致組件效率下降。LID效應是指光致衰減效應，一般發生于P型摻硼硅片

17、制作的電池片中。但PID、LID效應不會顯著影響鈣鈦礦的發電量。協鑫光電表示，目前大多數先進實驗室已經可以實現鈣鈦礦組件連續工作至少1000小時不衰減，協鑫光電100MW產線下線產品的使用壽命預計將超過25年。具有低溫度系數：相較晶硅低兩個數量級，高溫條件下效率受影響較低。晶硅組件的溫度系數是-0.3左右，即溫度每上升1度，功率會下降0.3%。而鈣鈦礦的溫度系數為-0.001，接近于0，因此實際發電效率就會顯著高于晶硅。吸收系數高：光吸收系數是指在單位濃度及單位厚度時的吸光度。鈣鈦礦層厚度為百納米，晶硅電池光吸收系數僅103cm-1，而鈣鈦礦吸收系數達105cm-1，光系數高，弱光效應強，陰天

18、及室內等弱光條件下轉換效率更高。圖表：鈣鈦礦溫度系數接近于0圖表：不同半導體材料光吸收系數及波長關系 9鈣鈦礦電池優勢顯著：成本低n鈣鈦礦電池相較于晶硅電池投資成本、生產成本均較低。鈣鈦礦太陽能電池的制程耗時明顯減少，一體化工廠大幅降低生產成本。晶硅電池需要至少在四個不同的工廠分別加工硅料、硅片、電池、組件，單位制程至少需要3天以上，同時還需要大量的人力、運輸成本等。根據協鑫納米的數據，鈣鈦礦太陽能電池的生產流程較為簡單，僅需45分鐘就可將玻璃、膠膜、靶材、化工原料等在一個工廠內加工成組件，極大地縮短了制程耗時，簡化了流程，價值高度集中，成熟期后單GW投資成本將降至5億元。鈣鈦礦材料占總成本比

19、例小，以協鑫光電100MW產業為例，其生產線組件成本小于1元/W，預計5-10GW級別量產線組件成本降至0.5-0.6元/W，遠低于晶硅生產成本1元/W。n鈣鈦礦電池產能投資額僅為晶硅產能投資額的一半，成本進一步降低。根據協鑫光電，晶硅1GW的產能（包含硅料、硅片、電池、組件）投資額在10億元左右，而協鑫鈣鈦礦的第一條100MW的設備產線投資在1億元左右，1GW產能投資額規?；箢A計約為5億元。圖表：鈣鈦礦電池流程短、成本低 電極材料31%鈣鈦礦3%能源動力13%固定資產折舊16%人力成本3%玻璃及其他封裝材料34%圖表：協鑫100MW級別組件成本構成10鈣鈦礦電池優勢顯著：應用范圍廣n鈣鈦

20、礦電池下游應用范圍廣闊。鈣鈦礦電池可以應用于BIPV。1）透光性能好，弱光性高：雖然傳統晶硅組件具有較高轉化率，但在BIPV場景應用中，由于組件接收光照角度差、無法達到最佳光照條件，組件轉化效率低。而鈣鈦礦電池基于其弱光性能強，能在弱光條件下達到更高光電轉換效率，安裝要求低，發電時間更長。同時傳統晶硅組件須通過電池片排布改變透光性，而鈣鈦礦具有更高透光度。2）滿足結構多樣化市場需求：在BIPV領域應用中已涉及弧面等多種形態。鈣鈦礦既可以采取剛性基板，又可采用柔性基板，易于加工成彎曲半徑更小的弧面形狀。3）滿足顏色多樣化需求：BIPV建筑對色彩要求較高，而傳統晶硅組件多為藍色，色彩單調，而鈣鈦礦

21、則可調整顏色，滿足市場對色彩的多樣化需求。4）經濟型好：傳統電池重量大，對建筑的支撐要求高，建造成本高；而鈣鈦礦電池自重輕，建造應用中成本及難度均較低。n鈣鈦礦電池可用于車頂光伏制作。由于鈣鈦礦具有高弱光性，較差天氣條件下仍可維持穩定發電。目前現代汽車、長城汽車、特斯拉等均有布局車頂光伏。圖表：光伏車頂圖表：BIPV應用 11鈣鈦礦電池：小面積實驗室效率進展飛速n鈣鈦礦自2009年來，各類型鈣鈦礦實驗室效率均進展飛速。單結鈣鈦礦電池：2009年由日本科學家首次提出，初始實驗室效率為3.8%，2017年由韓國蔚山國立科技研究所首次突破20%，截至2022年已提升至25.6%。硅/鈣鈦礦疊層太陽能

22、電池：2018年牛津光伏首次提出疊層太陽能電池，效率為28%，遠高于當期單結鈣鈦礦電池。2022年，北京曜能科技有限公司研發團隊研發的小面積鈣鈦礦疊層電池光電效率達32.44%，創國內轉換效率記錄。全鈣鈦礦疊層電池：在2020年由美國能源部國家可再生能源實驗室提出，效率為23.1%。目前國內仁爍光能團隊所研發的全鈣鈦礦疊層電池轉換效率已高達29%。圖表：鈣鈦礦實驗室效率進展 時間團隊電池轉換效率2009日本科學家單結鈣鈦礦太陽能電池3.80%2011韓國成均館大學課題組單結鈣鈦礦太陽能電池6.50%2012牛津大學Henry Snatith單結鈣鈦礦太陽能電池15.40%2016瑞士洛桑聯邦理

23、工學院單結鈣鈦礦太陽能電池19.60%2017韓國蔚山國立科技研究所單結鈣鈦礦太陽能電池22.10%2018中國科學院半導體研究所課題組 單結鈣鈦礦太陽能電池23.70%2018牛津光伏硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池28.00%2019韓國化學技術研究所單結鈣鈦礦太陽能電池25.50%2020亥姆霍茲中心（HZB）硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池29.15%2020牛津光伏硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池29.52%2020美國能源部國家可再生能源實驗室全鈣鈦礦疊層電池23.10%2022中國科學院半導體所單結鈣鈦礦太陽能電池25.60%2022瑞士洛桑聯邦理工&瑞士電子與微技術中心硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池31.3

24、0%2022南京大學譚海仁教授課題組全鈣鈦礦疊層電池28.00%2022仁爍光能團隊全鈣鈦礦疊層電池29%2022普林斯頓大學大面積鈣鈦礦疊層電池21.70%2022南京大學譚海仁教授課題組大面積鈣鈦礦疊層電池24.20%2022北京曜能科技研發團隊硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池32.44%2023澳洲國立大學（ANU）串聯硅-鈣鈦礦太陽能電池30.3%圖表：鈣鈦礦電池效率進展12鈣鈦礦電池：產業化受限，已有部分解決方案穩定性n目前鈣鈦礦電池產業化進程中存在穩定性差的問題。主要可分為外部原因與內部原因：1）外部原因：主要是鈣鈦礦電池中的吸光層易受水氧、加熱或溫度變化、光照條件等影響。2）內部原因：包

25、括傳輸層、電極材料對鈣鈦礦穩定性的影響。溫度：對鈣鈦礦材料穩定性涉及到材料熱分解、晶體結構轉變、相界和晶界變化等。光照：對鈣鈦礦材料的分解影響包括兩方面，首先是光照和氧氣共同作用下鈣鈦礦材料產生光生電子與氧氣結合產生超氧負離子，其強氧化性和不穩定性加速鈣鈦礦材料分解；其次是持續光照下拉曼光譜發生變化，從而使鈣鈦礦材料結構發生變化。傳輸層及電極材料的影響。在正向結構中TiO2、ZnO等在光照條件下產生光生空穴并催化分解鈣鈦礦材料，且酸性ZnO具有腐蝕作用，加速鈣鈦礦分解與器件老化。常見電極材料有金、銀、鋁等，會通過擴散作用進入鈣鈦礦層并分解鈣鈦礦；同時，鈣鈦礦材料中的鹵素離子會擴散至金屬電極中，

26、并造成電極材料的腐蝕，從而造成器件性能衰減。n針對穩定性問題現有如下解決方案：1）提升器件內部穩定性。通過優化鈣鈦礦材料、傳輸層及電極材料穩定性，增加緩沖層等；2）后處理鈍化。有課題組采用兩步后處理法鈍化鈣鈦礦表明和晶界中缺陷，將器件效率提升至15.27%；3）采用封裝工藝隔絕外部因素影響。需滿足化學惰性、具有長久阻水阻氧阻紫外線、低耐熱性等特點。圖表：光照下鈣鈦礦材料分解機理圖表：鈣鈦礦太陽能電池穩定性影響因素 圖表：溫度對鈣鈦礦材料影響13鈣鈦礦電池：產業化受限，已有部分解決方案效率尚低n目前鈣鈦礦電池產業化進程中存在大面積制備效率低的問題。根據大面積鈣鈦礦薄膜制備技術的研究進展_楊志春等

27、一文中描述，目前薄膜太陽能電池面積每增加一個數量級，光電轉化效率約下降0.8%。主要有如下三個原因：1）鈣鈦礦薄膜大面積制備工藝多元化且并不成熟，導致薄膜均勻度較差，孔洞增加，缺陷增多；2）與器件結構相關的有效光照面積減小，導致組件短路電流密度減??；3）大面積制備進行激光劃線易產生電阻損耗、死區面積增大。目前大面積薄膜制備方法主要有刮刀涂布法、狹縫涂布法、噴涂法、噴墨打印法、氣象沉淀法等。在刮刀涂布法中存在刮涂速度影響濕膜厚度的問題，目前采用針對性的設計鈣鈦礦前驅體墨水組分來制備大面積鈣鈦礦薄膜；噴涂法中由于液滴大小和沉積位置不確定性大，導致待沉積區域須有多液滴才能保證覆蓋，原料使用效率低且部

28、分污染，目前通過低揮發性溶劑引入控制揮發和噴涂速度平衡。激光劃線工藝將薄膜模組分割為子電池。每個電池中都有一條P1、P2、P3線，其中P1線最外側至P3線最外側為死區，死區越小，有效發電面積越大，轉化效率越高。目前通過增加隔離層、提高設備精度、對劃線工藝實時追蹤等減少死區面積。圖表：刮刀涂布法&刮涂速度和厚度關系圖表：不同類型太陽能電池PCE與器件面積關系 圖表：鈣鈦礦死區示意圖14鈣鈦礦電池：產業化受限，已有部分解決方案Pb污染n目前鈣鈦礦電池產業化進程中存在水溶性鉛污染的問題。鈣鈦礦電池鉛污染的來源主要有：1）制備過程中溶液含有鉛，且為制備較厚的鈣鈦礦薄膜，溶液中的鉛含量較高，殘留的碘化鉛

29、（PbI2）降解形成Pb0，抑制鈣鈦礦結晶，同時誘導更多深能級缺陷，降低器件效率同時加速器件衰減；2）鈣鈦礦電池若處理不當，其殘留的碘化鉛浸入土壤后，被植物吸收進入食物鏈，相對于其它人類活動代入環境中的鉛，其遷移性高10倍以上。碘化鉛具有水溶性。晶硅行業用鉛量遠高于鈣鈦礦行業。在晶硅組件中，常采用含鉛焊帶，焊接是銅箔涂鉛，鉛含量不超過0.1%，一般一塊晶硅組件中的鉛含量約為18克；而鈣鈦礦組件中的鉛含量不足0.01%，不超過2克。但晶硅太陽能電池組件中的鉛后續變成氧化鉛，不溶于水；鈣鈦礦中的碘化鉛溶于水，浸出后易造成土壤污染。目前無法實現鈣鈦礦完全去鉛化。目前已有多種鉛隔離工藝，在電池表面包覆

30、透明鉛隔離膜，防止電池老化處理不當或損壞后鉛離子泄露污染地下水和土壤，或包裹新材料吸收鉛；及內置低成本的介孔磺酸基鉛吸附樹脂，將支架內的鉛離子固定化。圖表：鈣鈦礦中Pb0形成機理圖 圖表：鉛基鈣鈦礦材料污染土壤種植情況15鈣鈦礦電池：資本入駐疊加政策支持，關注度日益提升n2022年鈣鈦礦企業頻繁獲資本青睞：2022年12月協鑫光電完成5億元B+輪融資，由淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本三家領投，川流投資等機構跟投，將用于完善協鑫光電100MW大尺寸鈣鈦礦組件產線的工藝和設備開發。極電光能完成2.2億元Pre-A輪融資，并宣布2022年2月150MW生產線投產。2022年10月仁爍光能完成數億元

31、PreA輪融資，由三行資本領投，用于150MW鈣鈦礦組件量產線落地。2022年脈絡能源完成數千萬元天使輪融資，由國新思創領投，本輪融資主要用于中試線建設，并繼續進行更大尺寸、更高效率、更長壽命的產品研發。n鈣鈦礦電池發展受國家政策支持。近兩年相關政策陸續出臺，為鈣鈦礦電池產業化發展提供有力支持。在2022年10月發布的關于促進光伏產業鏈健康發展有關事項的通知中提出突破高效晶體硅電池、高效鈣鈦礦電池等低成本產業化技術。圖表：2022年鈣鈦礦主要公司融資情況 圖表：中國鈣鈦礦電池行業政策公司融資輪數金額主要投資企業纖納光電D輪-招銀國際、杭開集團協鑫光電B+輪5億淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本、

32、川流投資極電光能Pre A輪2.2億碧桂園創投、九智資本、建銀國際、云林基金、穩晟科技仁爍光能Pre-A輪數億元三行資本、中科創星、蘇高新創投、金浦智能、險峰長青、云啟資本、中財產業基金無限光能天使輪數千萬元耀途資本、光躍投資、碧桂園創投光晶能源天使輪3000萬正軒投資、創新工場、鼎祥資本脈絡能源天使輪數千萬元國新思創、凡創資本、國華三新、高捷資本眾能光電-華夏恒天資本曜能科技A輪數千萬元高瓴資本發布時間政策名稱內容2023年1月推動能源電子產業發展的指導意見發展先進高效的光伏產品及技術，推動N型電池、柔性薄膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進技術研發應用，提升規?；慨a能力2022年10月關于促進

33、光伏產業鏈健康發展有關事項的通知完善產業鏈綜合支持措施，落實相關規劃部署，突破高效晶體硅電池、高效鈣鈦礦電池等低成本產業化技術，推動光伏發電降本增效2022年8月科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022-2030年）研發高效硅基光伏電池、高效穩定鈣鈦礦電池等技術，進一步突破一批碳中和前沿和顛覆性技術研發高效軌跡光伏電池、高效穩定鈣鈦礦電池等技術2022年8月加快電力裝備綠色低碳創新發展行動計劃推動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，開展智能光伏試點示范和行業應用2022年6月“十四五”可再生能源發展規劃開展新型高效晶硅電池、鈣鈦礦電池等先進高效電池

34、技術應用示范，研發大面積、高效率、高穩定性的鈣鈦礦電池二、鈣鈦礦電池：工藝與設備1617鈣鈦礦電池：生產流程及設備概述 PVD設備：3臺陽極緩沖層陰極緩沖層背電極涂布設備：1臺鈣鈦礦涂布激光設備：4臺激光P1激光P2激光P3激光P4封裝設備輸入：FTO玻璃，緩沖層靶材輸入：緩沖層靶材輸入：背電極靶材輸入：鈣鈦礦涂布輸入：背板玻璃，POE膠膜，接線盒n鈣鈦礦光伏電池的制備中，ETL、HTL與鈣鈦礦吸光層是制備工藝中的核心環節。其中，鈣鈦礦吸光層的制備是最核心的環節。封裝是鈣鈦礦光伏組件生產與晶硅光伏組件生產中相同，而涂布是鈣鈦礦光伏電池生產中獨有的環節，主要用于鈣鈦礦層的制備。n鈣鈦礦層：高效鈣

35、鈦礦電池的首要條件是鈣鈦礦吸收層形貌，均勻度，結晶度，覆蓋度，晶粒尺寸和晶粒取向質量均較高。對于鈣鈦礦薄膜的大面積制備技術，如何控制大面積薄膜均勻性（厚度約500nm）和降低薄膜的缺陷密度仍然是一個挑戰。目前主要集中于MAPbI3鈣鈦礦的研究，大面積通常采用狹縫涂布工藝。n空穴傳輸層（HTL）：第一類是無機物和有機金屬化合物（有氧化銅，碘化亞銅，氧化鎳（NiO）和硫氰化銅(CuSCN)）、一類是聚合物（如PSS、PTAA等）。若是氧化鎳，通常用噴涂、噴霧熱解制備或者是用PVD法制備。若選擇PTAA等有機物，采用刮涂或是噴霧熱解制備。n電子傳輸層（ETL）：若為有機材料通常采用蒸鍍工藝，若為金屬

36、氧化物，通常采用氣象沉積工藝如PVD或RPD設備、材料包括TiO2、ZnO、SnO2、WOX、In2O3、富勒烯極其衍生物等。n非金屬電極：非金屬電極是透明導電氧化層（TCO），通常使用ITO和FTO。FTO可以耐500高溫，主要用于燒結TiO2的場合，比如介孔層，采用TiO2作為電子傳輸層的器件。ITO的透光性和導電性優于FTO，但不耐高溫，通常用于低溫和柔性器件。通常采用PVD磁控濺射制備。n背電極：包括金屬電極和碳電極。金屬電極通常采用真空蒸鍍、磁控濺射鍍制備；碳電極通常采用涂布法。圖表：協鑫100MW生產流程及工藝設備18鈣鈦礦電池：電子傳輸層&空穴傳輸層PVD和RPD等n電子傳輸層與

37、空穴傳輸層均存在較多工藝路徑，主要包括PVD（包括蒸鍍和磁控濺射）、反應等離子沉淀（RPD）兩種工藝。蒸鍍：真空蒸鍍工藝是指在裝有基片的真空室抽成真空，加熱鍍料使其原子或瘋子從表面氣化逸出形成蒸氣流，入射至基片表面，凝結形成固態薄膜。該工藝可實現大面積均勻沉積薄膜，且穩定性好、良率高，在學界中被認為是可用于規?；a鈣鈦礦電池的工藝。磁控濺射：應用于TCO、電子傳輸層、空穴傳輸層的制備?？蓪崿F精準把握薄膜厚度，但成本高。反應等離子沉淀（RPD）：利用等離子體槍產生氧的等離子體，使其進入生長腔后在磁場作用下轟擊靶材，溫度升高后生化形成蒸汽實現薄膜沉積，沉積效果類似于蒸鍍。該方式可鍍凹槽、狹縫等復

38、雜結構，鍍層均勻性好，質量高。圖表：真空鍍膜示意圖圖表：磁控濺射示意圖圖表：反應等離子沉淀示意圖蒸鍍磁控濺射鍍離子鍍-RPD成膜速度更高高更高成膜質量純度高，沉底可選范圍廣膜厚可控，重復性好，薄膜附著力強成膜質量更高，對沉底的轟擊損傷比PVD小制程溫度高溫低溫低溫真空要求更高高高制程控制一般高更高設備成本高高更高技術成熟更成熟成熟日本專利，捷佳引進劣勢薄膜附著力一般薄膜中間厚四邊薄靶材利用率一般場景金屬電極制備反式空穴傳輸層/正式電子傳輸層和透明導電層正式空穴傳輸層/反式電子傳輸層圖表：三種真空鍍膜方式對比19鈣鈦礦電池：鈣鈦礦吸光層涂布與結晶n鈣鈦礦吸光層是光收集層，產生電子-空穴對。n鈣鈦

39、礦電池的光電轉換效率和薄膜的光電特性受薄膜形貌的影響很大。n多種成膜方法不斷被開發用于制備高效的鈣鈦礦薄膜，常見的鈣鈦礦薄膜制備方法包括一步法、兩步法、雙源共蒸發法、氣相輔助溶液法、刮涂法、卷對卷印刷技術、噴墨打印、狹縫涂布等。圖表：純鈣鈦礦薄膜制備方法資料來源：鈣鈦礦薄膜制備技術及其在面積太陽電池中的應用（降戎杰），鈣鈦礦太陽能電池穩定性研究進展及模組產業化趨勢（勝利等），華西證券研究所制備方法概述旋涂法一步法現在比較常用的鈣鈦礦薄膜的制備方法。通常是將 PbX2和 CH3CH3X（X 為Cl、Br、I）按固定的物質的量比加入到高沸點的極性溶劑（如 N，N二甲基甲酰胺（DMF）、丁內酯（GB

40、L）、二甲基亞砜（DMSO）等）中，將混合物在一定的溫度范圍內加熱攪拌，以制成澄清的鈣鈦礦前驅體溶液。然后將溶液旋涂在襯底上，經過退火處理獲得所需的鈣鈦礦薄膜。兩步法將生成鈣鈦礦的兩種前驅體的旋涂過程分為兩步進行。先將PbX2加入DMF或DMSO等高沸點極性溶劑中，然后將溶液旋涂在基底上制成PbX2薄膜；進而將制備的 Pbl2薄膜浸入MAI或 FAI的異丙醇溶液中，或者在Pbl2薄膜上旋涂 MAI或FAI的異丙醇溶液，使二者反應制備得到鈣鈦礦薄膜。氣相沉淀法雙源共蒸法是沉積薄膜的一種常用方法，使用雙氣源共蒸發同時對PbX2和CH3CH3X進行加熱蒸發，在真空條件下使其在襯底上沉積，然后加熱使其

41、反應形成鈣鈦礦薄膜。在雙源共蒸法中，可以通過控制兩種固體的蒸發速率，改變兩種成分的比例，進而控制鈣鈦礦的成分組成，獲得均一度較高的鈣鈦礦薄膜。氣相輔助溶液法將旋涂了PbX2的薄膜作為鈣鈦礦前驅體置于CH3CH3X氣氛中，使它們相互結合形成鈣鈦礦薄膜。刮涂法一種工藝簡單的薄膜制備方法，先在導電基底上刮涂電子傳輸層的前驅溶液并退火，重復一次上述操作，再在電子傳輸層上刮涂一層前驅溶液并退火得到鈣鈦礦層，然后刮涂空穴傳輸層溶液，靜置干燥得到空穴傳輸層，最后制備背電極，得到鈣鈦礦太陽電池。噴墨打印噴墨打印是一種非接觸式材料保護可擴展打印技術，可以實現尺寸的精確可控與沉積的自動可重復，其原理是基于精確的液

42、滴操作將油墨從噴嘴噴射到襯底。卷對卷印刷技術卷對卷印刷技術是在環境條件下高集成、低成本、大規模制備柔性鈣鈦礦太陽電池的一種很有前景的制備工藝。圖表：常見的鈣鈦礦薄膜制備工藝示意圖a）刮涂法；b）狹縫涂布法；c）絲網印刷；d）噴涂；e）噴墨打??；f）雙源共蒸法；g）軟膜覆蓋法20鈣鈦礦電池：鈣鈦礦吸光層涂布與結晶n涂布應用較廣，包括刮涂、線棒、狹縫涂布等。在大面積鈣鈦礦產業化進程中，目前多采用狹縫涂布技術。狹縫涂布工藝可見于鋰電池、燃料電池、液晶顯示等多領域的精密制造環節。狹縫涂布可兼容卷對卷生產，是實現鈣鈦礦電池產業化的重要方法。n涂布產品壁壘主要在于機械精度（平面度、直線度、粗糙度等）、涂布

43、效率（寬度、速度等）和涂布效果（面密度、尺寸、外觀等）等技術指標，對模頭與流道協同的可視化調節方式、多種漿料和絕緣涂料共同涂布的流道腔體設計、基于神經網絡及卡爾曼濾波算法實現涂布面密度自動調節的閉環控制系統等技術要求較高。從應用領域來看：不同領域不同應用場景涂布模頭設計需要考慮的因素有顯著區別。從機械精度來看：鈣鈦礦電池和薄膜晶體管涂布相當。項目鋰離子電池燃料電池太陽能電池液晶顯示半導體先進封裝正負極極片涂布氫燃料電池電極涂布鈣鈦礦電池薄膜晶體管涂布面板級扇出型封裝涂布基材卷材類卷材類平板類平板類平板類基材平整度優優良良良安裝方式水平居多水平居多豎直向下豎直向下豎直向下恒溫要求中稍嚴稍嚴嚴格苛

44、刻粉塵要求中稍嚴稍嚴嚴格苛刻氣泡要求中嚴格嚴格嚴格苛刻異物要求中嚴格嚴格嚴格苛刻涂層均勻性嚴格嚴格嚴格嚴格嚴格涂布方式連續/間接連續/間接每片每片每片共擠涂層有無無無無磨耗要求高一般一般一般一般耐腐要求化學腐蝕/電化學腐蝕化學腐蝕化學腐蝕化學腐蝕化學腐蝕涂布速度（目前，m/min）10-1201-1010-5050-20010-50涂布寬度（目前，mm）500-1600200-350320-1950320-2940300-600流體特征非牛頓流體非牛頓流體非牛頓流體非牛頓流體非牛頓流體流體種類很多較少較少多較少涂層厚度（干磨，m）40-1505-150.5-1.51-105-80項目鋰離子電池

45、燃料電池太陽能電池液晶顯示半導體先進封裝正負極極片涂布氫燃料電池電極涂布鈣鈦礦電池薄膜晶體管涂布面板級扇出型封裝涂布涂布寬度（mm）500-1600200-350320-1950320-2940300-600平面度要求（m）5m1m3m3m1m直線度要求（m）5m1m3m3m1m表面粗糙度Ra0.025Ra0.01Ra0.01Ra0.01Ra0.01關鍵尺寸公差IT0-IT1IT0IT0-IT1IT0-IT1IT0其他關鍵形位公差1-2級1-2級1-2級1-2級1-2級圖表：（狹縫）涂布的機械精度圖表：（狹縫）涂布的應用場景21鈣鈦礦電池：鈣鈦礦吸光層涂布與結晶n高精密狹縫式涂布模頭是涂布技術

46、在各個新興技術領域應用發展而逐步興起的產品。高精密狹縫式涂布模頭是涂布機的最核心部件，目前以進口為主，國內曼恩斯特等企業逐步實現進口替代。狹縫涂布法可通過控制系統進行狹縫寬度、移動速度和輸液速度的調整，對薄膜質量進行更精細化調控，相對其他涂布工藝更容易控制。同時，狹縫涂布法可將溶液密封在儲液罐中，既能夠提高溶液利用率，又能夠保障溶液濃度的統一和減少對操作人員的影響。n狹縫涂布技術工作原理：涂布液在一定壓力一定流量下沿著涂布模具縫隙擠壓噴出轉移至基材上。n狹縫涂布設備的優點：1）涂布速度快、精度高、濕厚均勻、易控制；2）涂布系統封閉，在涂布過程中可防止污染物進入；3）漿料利用率高，可保持漿料性質

47、穩定，可同時進行多層涂布；4）適應范圍廣，可適應不同漿料黏度和固含量范圍；5）高可靠性，大批量生產良率達95%。n頭部廠商皆在搭建MW級別的中試線，鈣鈦礦層的涂布結晶工藝的不成熟是目前制約鈣鈦礦光伏電池量產的主要因素。鈣鈦礦薄膜的結晶性良好有助于降低其缺陷態密度、減少載流子的復合。大面積鈣鈦礦的主要難點就是如何在溶液中形成大量的結晶，以提升鍍膜的均勻性。目前用于制備大面積鈣鈦礦薄膜的涂布工藝主要為風刀吹氣輔助狹縫涂布工藝。圖表：狹縫涂布示意圖圖表：大面積鈣鈦礦薄膜制備技術對比制備方式優勢缺點刮刀涂布法易于大面積制備，無需復雜設備溶液利用率低，敞開環境下溶液均一性較差狹縫涂布法易于大面積制備，成

48、產效率高對設備精確度要求高絲網印刷法易于大面積制備，涂覆過程簡單利用率低，對絲網精度要求高噴涂法易于大面積制備，噴涂過程簡單溶液利用率低，可重復性差噴墨打印法材料利用率高，可實現定制化生產設備要求高，生產效率低，難以控制結晶過程軟膜法可大面積制備，無需溶液材料利用率低，生產效率低氣相沉淀法薄膜質量較高，可精準調控生產效率低，成本高22鈣鈦礦電池：鈣鈦礦吸光層涂布與結晶 圖表：薄膜的結晶n鈣鈦礦電池的光電性能在很大程度上取決于鈣鈦礦吸收層的晶體形態，特別是大面積鈣鈦礦電池上涂覆均勻且沒有針孔的鈣鈦礦薄膜，結晶性良好有助于降低其缺陷態密度、減少載流子的復合。大面積鈣鈦礦的主要難點就是如何在溶液中形

49、成大量的結晶，控制凝結核的生成速度，以提升鍍膜的均勻性。在沒有精細控制結晶過程的情況下，會傾向于向樹枝狀結構生長的趨勢，而導致的鈣鈦礦膜表面出現表面覆蓋不完全，會產生漏電對器件性能有害。n結晶過程調控方法，包括加熱輔助、反溶劑萃取、吹氣法（氣體淬火）、真空淬火和輻射。相關設備，包括VCD/HVCD、風刀、隧道爐、HP/CP、IR、原位加熱設備等。上述技術依賴于前體溶劑的快速去除，從而使溶液快速達到過飽和。另外，鈣鈦礦薄膜生長與成核和晶體生長以及前驅體的溶液化學組分均密切相關。大量研究表明，鈣鈦礦薄膜的晶體形態可以通過引入添加劑如硫氰酸鹽離子、氯離子等來調節。n目前用于制備大面積鈣鈦礦薄膜的涂布

50、工藝主要為風刀吹氣輔助狹縫涂布工藝。吹氣法通過在薄膜表面快速的氣體流動，不斷將溶劑蒸汽去除以實現快速干燥，由于其無化學溶劑以及低溫的特點，可能相較于其他幾種方法更能保證成膜的一致性。圖表：涂布工藝輔助方式示意圖方法具體過程反溶劑萃取在該過程中，過飽和狀態突然消失，形成過量飽和狀態，使鈣鈦礦晶核析出氣體淬火具有良好的可重復性，避免使用化學藥品，是一個低溫過程。流動氣體從表面上的濕涂層帶走溶劑，留下鈣鈦礦材料以形成固體膜真空淬火依賴于壓力的變化，以去除溶劑并通過達到過飽和而引發成核。與反溶劑萃取和氣體淬火相似，真空淬火的一個明顯優勢是前驅體溶液沉積和熱誘導結晶可以有效地分離輻射是一種快速、無接觸的

51、加熱目標材料的方式，該方法不僅使光子能量能夠有效地吸收到吸收層中，而且還能夠吸收到下面的透明導電層。與耗能高的熱處理相反，輻照退火由于其處理時間短和能源利用效率高,可以大大降低制造成本加熱輔助是一種簡單的方法促進溶劑蒸發和鈣鈦礦結晶成核圖表：涂布工藝輔助方式23鈣鈦礦電池：激光設備必不可少n在刻蝕環節中，有機械刻蝕、金剛線刻蝕、激光刻蝕等方法，其中激光刻蝕已成為主流方法。激光刻蝕具有成本低、精度高、死區小、效率高等優勢。該方法是通過激光劃線打開膜層，阻斷導通形成單獨模塊，獲得子電池。主要有包括四次激光刻蝕，P1-P3為平行激光劃線，主要未來串聯；P4為激光清邊，主要為了封裝。P1激光劃線：在透

52、明導電氧化物沉積后，電子傳輸層沉積前進行激光刻蝕，形成獨立的條形導電電極。P2激光劃線：在電子傳輸層與空穴傳輸層沉積后，背面透明電極沉積前進行激光刻蝕，形成空縫，待背面透明電極沉積時填滿空縫，連接電池底電極和另一個子電池的透明頂電極。P3激光劃線：去除相鄰的底電極、空穴傳輸層、電子傳輸層等，僅留TCO層，實現分離。該過程需保證激光刻蝕線寬度和刻蝕線間距的精確度，不破壞原有層級。P4激光清邊：利用激光劃分出區域，對電池邊緣進行絕緣處理，去除薄膜的無效區域。資料來源：Scalable fabrication and coating methods for perovskite solar cell

53、s and solar modules（Nam-Gyu Park etc.)，華西證券研究所圖表：激光刻蝕流程圖圖表：鈣鈦礦激光刻蝕機24鈣鈦礦電池：封裝工藝與晶硅電池類似n目前鈣鈦礦太陽能電池有兩種常見的電池封裝技術。1）第一代封裝技術：通過使用蒸發金屬噴射器和焊接金屬將電流從電池傳導到外部，并密封金屬帶的邊緣，位置位于封閉空腔的中心；2）第二代封裝技術：使用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橫向間隙。封裝的一面是ITO電極，更好的密封整個器件。根據封裝工藝分類，薄膜封裝大概可分為：玻璃-聚合物薄膜封裝、原子沉積薄膜（ALD）封裝、復合薄膜封裝等

54、。n封裝材料：常見材料有聚異丁烯、聚乙烯、熱塑性聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯、環化全氟聚合物。n封裝所使用的聚合物材料需具備如下特性：1）良好的絕緣性，有效隔離空氣中的水和氧；2）熱塑性；3）一定的機械強度；4）化學惰性，在封裝過程中與鈣鈦礦器件直接接觸，不會破壞鈣鈦礦電池器件、材料等；5）成本低且已加工，可實現低成本大面積包裝。n鈣鈦礦電池中封裝膠膜一般使用POE膠膜，而非EVA膠膜，再用丁基膠封邊，同時使用真空熱層壓工藝（和晶硅組件相同）。鈣鈦礦材料較為敏感，因此封裝要求比晶硅電池更高。主要原因有：1）EVA膠膜的水汽透過率高；2）EVA膠膜降解分解會產生醋酸，會與鈣鈦礦產生組分反應，對鈣鈦礦材

55、料造成腐蝕，降低電池性能。圖表：兩種封裝方式示意圖圖表：部分及完全封裝結構圖表：封裝設備示意圖三、鈣鈦礦電池：產業鏈分析2526圖表：鈣鈦礦產業鏈及相關公司（不完全統計）注：不完全統計鈣鈦礦：產業鏈概覽金信諾、七彩化學、大東南等原材料設備鈣鈦礦原材料TCO導電玻璃POE膠膜金晶科技、亞瑪頓、洛陽玻璃、旗濱集團、安彩高科、信義玻璃等福斯特、賽伍技術、鹿山新材等鍍膜設備涂布設備捷佳偉創、晟成光伏、邁為股份、奧來德、理想晶延、微導納米、紅太陽、鈞石能源、勤友光電、馮阿登納、日本住友等德滬涂膜、科恒股份、眾能光電、日本東麗、恩曼斯特（涂布模頭）、迪塔鎂克、大正維納、湖南納昇、贏合科技（鋰電）、先導智能

56、（鋰電）等光伏玻璃福萊特、信義玻璃等激光設備帝爾激光、德龍激光、大族激光、杰普特、弗斯邁、海目星等鈣鈦礦電池制造協鑫光電、纖納光電、極電光能、仁爍光能、曜能科技、光晶能源、杭蕭鋼構、寶馨科技、無線光能、寧德時代、隆基股份、天合光能、晶澳科技等27鈣鈦礦：中上游設備廠商布局概覽圖表：中國本土企業鈣鈦礦設備進展廠商名稱設備進度上海德滬涂膜精密狹縫涂膜設備2021年全球首套用于大面積鈣缽礦太陽能面板制造核心涂膜設備系統驗收成功是國內首個超越日、德、韓國廠商可提供高品質量產電子級精密狹縫涂布設備的本土公司。我國已建和在建的500MW試量產線核心涂膜設備供貨中，德滬涂膜狹縫涂布設備0.6m1.2m和1m

57、2m供貨達350MW，市占率70%。弗斯邁鈣鈦礦整線弗斯邁技術團隊研發設計的全智能自動化產線，整線運行平穩，控制精準。2021年弗斯邁與鈣欽礦電池組件龍頭工廠達成合作，進一步降低鈣礦太陽能電池的成本。眾能光電鈣鈦礦整線、刮涂/涂布一體機、磁控濺射儀、蒸鍍機激光劃線刻蝕機、封裝和測試裝備截至2021年年底，眾能光電已對外銷售刮涂/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。捷佳偉創狹縫涂布、PVD/RPD、蒸發鍍膜、鈣鈦礦及疊層電池整線（研發中）2022年首套量產型鈣礦電池核心裝備RPD通過廠內驗收。2022年獲鈣鈦礦低溫低損薄膜真空沉積設備訂單、反

58、應式等離子鍍膜設備訂單、鈣鈦礦共蒸法真空鍍膜設備訂單以及某全球頭部光伏企業鈣鈦礦電池蒸鍍設備項目。2022年下半年至今，鈣鈦礦設備訂單超過2億元。邁為股份激光設備2020年年報披露公司已布局鈣鈦礦激光設備。主要內容是研究對鈣鈦礦型太陽能電池組件的切割工藝，分割標準件成電池，讓電池形成串聯，到達絕緣和可靠性的處理晟成光伏（京山輕機）ITO玻璃清洗、PVD、蒸鍍機、ALD（在研）2021年，晟成光伏與協鑫光電簽約共同研發鈣缽礦疊層電池技術。2022年，團簇型多腔式蒸鍍設備完成量產交付，并成功應用于多個客戶端，已具備成熟供貨能力。公司在鈣鈦礦鍍膜設備布局了三個技術方向，主要是濺射式設備、蒸鍍設備、A

59、LD設備，另外，公司層壓機設備可用于鈣鈦礦電池的封裝環節。德龍激光激光設備目前已推出針對鈣鈦礦薄膜太陽能電池生產激光設備，目前已投入客戶量產線使用，率先實現百兆瓦級規?；慨a曼恩斯特涂布模頭在鋰電涂布模頭領域，公司在 2020 年中國新增產品市 場占有率排名行業第三（按品牌排名）。在鈣鈦礦領域，公司產品終端客戶為杭州纖納光電科技 有限公司帝爾激光激光設備在鈣鈦礦電池上有全新激光技術覆蓋，已經完成了鈣鈦礦電池量產訂單的交付。奧來德蒸鍍機依托其蒸鍍技術闖入鈣鈦礦賽道，預計使用4900萬元投資建設鈣鈦礦結構型太陽電池蒸鍍設備的開發項目和低成本有機鈣鈦礦載流子傳輸材料和長壽命器件開發項目?？坪愎煞萜桨?/p>

60、涂布設備2021年7月初開始和合作方共同研發鈣鈦礦平板涂布設備，于2022年7月出貨進行安裝調試。大族激光鈣鈦礦激光刻劃設備鈣鈦礦激光刻劃設備已實現量產銷售，大尺寸整線激光刻劃設備已在鈣鈦礦頭部企業交付。杰普特激光精密加工設備公司于2021年8月交付首套柔性鈣鈦礦模切設備，開發了全新一代鈣鈦礦模切設備和清邊設備，包含了P1-P3的劃線及P4的清邊工藝流程。注：不完全統計28鈣鈦礦：下游布局廠商布局概覽n鈣鈦礦尚處起步階段，眾多企業持續關注和布局。公司名稱布局或進展天合光能聚焦高效N型TOPCon/鈣鈦礦疊層電池，承擔國家重點研發計劃項目的研究不斷提升疊層電池轉換效率以實現新突破東方日升進一步提

61、高高效鈣鈦礦疊層電池的轉換效率晶科能源推動鈣鈦礦電池技術從實驗室研究到未來產品量產工藝方案的開發。通過大面積高效高穩定鈣鈦礦電池開發，推動鈣鈦礦電池走向商業化隆基股份對鈣鈦礦等新型電池技術保持密切的跟蹤和關注寧德時代鈣鈦礦光伏電池研究進展順利，正在搭建中試線聆達股份關注鈣鈦礦電池技術的發展，并把異質結疊加鈣鈦礦技術列入三期規劃公司名稱規劃產能投資額產線大正微納100MW/自研高精密涂布狹縫設備；已搭建10MW柔性鈣缽礦光伏組件產線2022年7月正式量產，2023年3月建設百MW級鈣鈦礦電池產線曜能科技/中關村通州園選址，2022下半年開始建設中試車間，2023年底投入使用極電光能6GW50億元

62、150MW于2022Q4正式投產運行，計劃在2023建設一期1GW，2024、2025分別追加2GW和3GW的產能；總投資超30億元的GW級鈣鈦礦光伏生產線及配套產線將于2023年啟動建設協鑫光電10GW/100MW產線處于工藝開發和設備改造階段，100MW產能達到設計要求后，將開建1GW產線，然后放大到5-10GW萬度光能10GW60億元計劃一期建設200MW級可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池大試線正式落地，順利量產后擴充至10GW產能仁爍光能160MV/10MW鈣缽礦疊層中試線正式投產；150MW鈣礦組件量產線已完成設計工作無限光能100MW/10MW試驗線已于2022年底建成，100MW中試線

63、的深化設計和設備采購正在進行中纖納光電5GW54.6億元一期100MW級別產線2022年5月量產，7月出貨，預計2024年有GW級項目規劃落地圖表：部分非上市公司布局進展圖表：部分上市公司布局進展 注：不完全統計29協鑫光電：始終走在鈣鈦礦前沿，產線優勢顯著n公司介紹：協鑫光電成立于2019年，經營目標為提供可實現光伏發電平價上網的太陽能電池板，使清潔能源成為能源市場的主流。公司專注于鈣鈦礦太陽能組件的研發、生產，為市場提供1mx2m尺寸的太陽能組件，并依托現有的110MW（100MW+10MW）的中試產線，不斷提高鈣鈦礦電池的光電轉化效率，降低太陽能電池的成本。n協鑫光電團隊研發能力強。公司

64、通過采用自主研發的大面積鈣鈦礦Slot-die涂布方法，輔以大面積鈣鈦礦溶液結晶成膜技術和先進的內聯集成技術，可批量生產具有商業化價值的產品，目前產品效率超15%，下線組件轉化效率近16%，預計在2023年底之前超過18%。在同類產品中處于較高水平。圖表：協鑫光電100MW產線圖表：協鑫光電鈣鈦礦布局情況時間事件2015年廈門惟華光能有限公司（2016年底被協鑫集團并購）率先建成一條鈣鈦礦光伏組件中試產線，產品尺寸為45cm65cm，背電極為碳漿2017年10月協鑫納米投資7000萬元，在蘇州建成業界先進10MW級別45cm65cm鈣鈦礦光伏組件中試生產線2019年初協鑫納米10MW級中試線生

65、產工藝開發基本完成2019年11月協鑫納米鈣鈦礦組件率先獲得TUV認證，面積為1241.16cm2，轉化率為15.31%2020年底成立協鑫光電，融資約2億元，開始籌建100MW量產生產線2021年中旬完成100MW量產生產線并進行試生產30纖納光電：鈣鈦礦產業化領軍企業，產品穩定性持續突破n公司介紹：纖納光電是全球知名的該條款光伏技術領軍企業，目前全球首家且唯一的實現第三代鈣鈦礦光伏組件量產的公司。公司已累計申報300+項知識產權專利，先后7次刷新鈣鈦礦太陽能組件光電轉換效率的記錄。目前在浙江衢州建有國內首個鈣鈦礦產業基地，2022年初建成全球首條百兆瓦級鈣鈦礦規?；a線并已投產，2022年

66、年5月率先發布全球首款鈣鈦礦商用組件，7月首批組件正式出貨。n現有產品：1）鈣鈦商用組件，尺寸為1245*635*6.4mm；2）半透明組件，產品透光度可調，吸收峰值可調；3）彩蝶BIPV系列，滿足用戶顏色、圖案、規格等個性化定制；4）地面電站，根據地形條件、開發要求及安裝方式為客戶提供多元化定制方案，如組件方案、+傳統組件方案等。n產品穩定性持續突破：公司產品穩定性突破主要有兩個階段。第一階段為公司中試級組件IEC穩定性核心項目獲認證，第二階段為通過百兆瓦級量產鈣鈦礦商用組件穩定性認證。目前纖納光電已進入第二階段，成為全球首個、且目前唯一完整通過IEC61215、IEC61730穩定性全體系

67、測試的鈣鈦礦機構，為鈣鈦礦大規模商業化應用鋪平道路。圖表：纖納產品穩定性突破相關事件圖表：纖納光電鈣鈦礦商用組件時間事件2019年12月首次通過濕熱、溫度循環、UV老化及光老化測試4項IEC穩定性核心認證2021年2月通過鈣鈦礦組件穩定性多倍加嚴測試2023年1月纖納組件通過IEC1215、IEC61730穩定性全體系認證優勢具體描述高經濟性組件具有高功率、高收益和高減排特性。由于鈣鈦礦成本低，單位面積發電量高，制備過程低碳節能，因此具有高經濟性穩定耐用開啟12年產品材料與工藝質保和25年線性功率輸出質保的產品體驗優異光電性能具有系統效率高、弱光效應好、熱斑效應小、無隱裂風險的優勢圖表：纖納鈣

68、鈦礦商用組件特點31極電光能：鈣鈦礦行業先行者，規模最大中試線投產n公司介紹：極電光能是一家專業從事鈣鈦礦光伏、鈣鈦礦光電產品研發和制造的創新型高科技企業。公司于2018年開始鈣鈦礦技術研發，2020年4月于無錫落地，目前在鈣鈦礦技術研發和產業化方面均處于行業領先地位。目前公司在產品穩定性、大面積制備、鈣鈦礦光伏組件核心技術方面，具有行業前瞻性的技術并持續突破。目前公司擁有150余項核心專利，發明專利占80%以上。n150MW鈣鈦礦光伏生產線正式投產，年產值全球領先：極電光能150MW鈣鈦礦光伏生產線正式投產運行，標志著極電光能從實驗室研發邁向全面產業化發展。該產線是全球規模最大、產能最大且已

69、投產的鈣鈦礦光伏生產線，同時具備BIPV產品和標準組件的生產能力。預計后續將陸續向市場推出發電石材、透明發電幕墻、光伏屋瓦等高性能鈣鈦礦BIPV產品，年產值預計將達3億元。未來極電光能預計將斥資30億元建設全球首條GW級鈣鈦礦光伏組件及BIPV產品生產線、100噸鈣鈦礦量子點生產線等。n組件效率不斷提升：2021年極電光能在自主研發的64cm2的鈣鈦礦光伏組件上取得20.5%的轉換效率；2022年4月在300cm2的大尺寸鈣鈦礦光伏組件上實現18.2%的光電轉換率，多次創造世界紀錄。目前，該公司研發的鈣鈦礦光伏組件10cm*cm效率突破20%、20cm*20cm效率超19%、30cm*30cm

70、效率超18%。圖表：極電光能光伏產品-玻璃幕墻圖表：極電光能光伏五、投資建議、受益標的及風險提示3233投資建議與風險提示n投資建議鈣鈦礦行業處于初期，蘊含巨大機遇，給予行業“推薦”評級。設備企業率先受益，部分企業如捷佳偉創、德龍激光、京山輕機、大族激光等已實現交付，關注其他領域的涂布、真空鍍膜等設備公司可能在鈣鈦礦電池領域中的動態。n受益標的：捷佳偉創、京山輕機、德龍激光、大族激光、帝爾激光、杰普特、邁為股份、科恒股份、奧來德、恩曼斯特（未上市）等n風險提示鈣鈦礦電池產業化進度不及預期；行業競爭加??；下游行業景氣度不及預期；公開信息有誤。華西證券研究所：華西證券研究所：地址：北京市西城區太平橋大街豐匯園11號豐匯時代大廈南座5層網址：http:/