光伏系列报告（67）

钙钛矿的产业探索加速，几大核心问题仍有待突破

晶硅作为第一代电池技术，经过几十年的蓬勃发展，是目前最成熟的光伏技术。但研发效率逐渐接近其理论极限，进步空间相对有限。在第二代薄膜电池量产表现不佳的情况下，以钙钛矿为主的第三代光伏技术凭借突出的理论效率受到广泛关注。目前钙钛矿正处于逐步从科研向产业化尝试的阶段，其转化效率在快速提高，不过产业化还需要解决产品寿命、大面积制备等核心问题。

□钙钛矿产业探索加快。晶硅电池作为第一代太阳能技术，经过几十年的发展，已成为主流技术，占比近95%。但其研发效率（26.81%）比较接近理论极限（29.4%），未来进步空间相对有限。第二代薄膜电池具有理论上的性价比，但效率与量产表现不佳。钙钛矿电池理论优势突出，受到广泛关注。目前钙钛矿电池研发效率在快速提高并已逼近晶硅电池，近几年多个百兆瓦级产线陆续投产，其产业化尝试在明显加快。

□钙钛矿理论效率及理论成本优势明显，但需要解决大面积制备与产品寿命等核心瓶颈。钙钛矿吸光层溶液具有可调性，带隙宽度接近太阳能电池理论极限，单结钙钛矿拥有更高的理论效率天花板（33%），且对于缺陷容忍度高，实际研发效率比晶硅和薄膜更容易接近理论效率；且钙钛矿叠层后可以实现效率的飞跃（晶硅叠层43%，双结45%）。同时，钙钛矿电池结构简单，理论的设备成本低；钙钛矿溶液杂质容忍度高、用量少、容易获得，理论上的原料成本也更低。但目前产业化膜层均匀性难以保证、电池死区不可避免，让大面积制备的钙钛矿效率损失严重；同时，离子键结构的钙钛矿溶液易分解、对外界干扰敏感，钙钛矿电池/组件容易衰减，产品寿命远弱于晶硅电池。除了单结钙钛矿电池的研究，业界也在探索采用钙钛矿-HJT叠层电池结构。

□如果核心问题获得突破，相关环节将受益。行业的核心突击方向围绕以上几个核心瓶颈展开，需要各方参与者共同推动：1）钙钛矿厂商：通过改善溶液配方及电池结构可以提高电池稳定性与效率，目前尚无明确方案，稳定、高效的溶液配方可能成为领先企业的主要技术壁垒；2）封装环节：理化性能更好的POE胶膜与封装设计提升，能有效避免外界因素干扰提高稳定性；3）TCO 玻璃：大面积制备玻璃基底平整度要求提升；4）设备：钙钛矿层的均匀制备是目前主要工艺困难，狭缝涂布设备、蒸镀设备等不同路线均有尝试;另外激光设备精度提升可以有效减小死区面积。

□投资建议：关注在投入与布局钙钛矿的公司：协鑫科技（港股）、隆基绿能、晶澳科技、晶科能源、天合光能、通威股份、东方日升、爱旭股份、中来股份、杭萧钢构（建筑）；TCO玻璃：金晶科技（建材）；POE封装材料：福斯特、赛伍技术、激智科技、海优新材等；钙钛矿设备：捷佳伟创（机械联合）、迈为股份（机械联合）、帝尔激光（电子）、奥联电子（汽车）、古螯科技（计算机）、奥来德（电子）等。

□风险提示：钙钛矿降本增效不及预期、产业化突破不及预期等。

重点公司主要财务指标

	股价	21EPS	22EPS	23EPS	22PE	23PE	PB	评级
隆基绿能	40.7	1.7	2.0	2.6	21	15	5	强烈推荐
晶澳科技	60.7	1.3	2.2	3.7	28	16	6	强烈推荐
晶科能源	14.5	0.1	0.3	0.5	52	29	6	强烈推荐
天合光能	64.8	0.9	1.7	3.2	38	20	6	强烈推荐
通威股份	37.5	1.8	6.2	5.3	6	7	3	强烈推荐
东方日升	24.9	0.0	1.2	1.8	20	14	2	未予评级
中来股份	15.7	-0.3	0.5	0.9	29	18	5	未予评级
爱旭股份	36.4	-0.1	1.9	2.7	20	14	6	强烈推荐
福斯特	66.0	2.3	2.0	2.7	32	25	7	强烈推荐
赛伍技术	31.5	0.4	0.8	1.1	42	28	5	未予评级

行业规模

占比%

股票家数（只）	292	6.0
总市值（亿元）	63544	8.0
流通市值(亿元）	50669	7.6

行业指数

%	1m	6m	12m
绝对表现	-3.9	-2.4	-8.9
相对表现	-4.5	11.1	11.9

资料来源：公司数据、招商证券

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激智科技	27.0	0.5	0.2	0.9	127	31	4	未予评级
海优新材	186.3	3.0	4.4	9.2	42	20	7		未予评级
金晶科技	9.0	0.9	0.5	0.7		19	13	2	未予评级
捷佳伟创	112.7	2.1	3.0	4.0	37		28	6	强烈推荐
迈为股份	405.4	5.9	5.3	8.8	77		46	11	未予评级
帝尔激光	128.5	3.6	3.0	4.3		43	30	9	未予评级
杭萧钢构	4.1	0.2	0.3	0.3		16	14	2	增持
奥联电子	21.3	0.2	0.1	0.2	154		130	5	未予评级
古螯科技	13.2	0.1	:	:	:		-	4	未予评级
奥来德	51.6	1.9	1.8	2.6		29	20	3	未予评级

资料来源：公司数据、招商证券（部分参考wind一致预期）

正文目录

一、钙钛矿产业探索加快. .5
1、钙钛矿电池理论优势突出 .5
2、钙钛矿研发效率进步快，产业化探索明显加速 .6
二、钙钛矿理论优势明显，但仍有核心瓶颈需要解决， .8
1、钙钛矿理论效率天花板高 8
2、钙钛矿理论成本较低... ..9
3、大面积制备与稳定性，是钙钛矿产业化主要瓶颈， 11
4、业界也在探索钙钛矿-HJT叠层结构. .12
三、如果核心问题获得突破，相关环节将受益 .14
1、钙钛矿厂商需通过改善配方与结构提高稳定性 .14
2、封装材料与技术的提升，可以避免外界因素干扰.. .15
3、大面积制备仍是难点.. .15
投资建议.. .17
相关报告.... .18
风险提示... .18

图表目录

图1：太阳能电池图谱. .5
图2：太阳能电池图谱.. .5
图3：光伏电池理论最高效率. .5
图4:2021-2020中国晶硅光伏LCOE！ .6
图5：2022-2030中国晶硅光伏LCOE预测. .6
图6：晶硅电池（蓝色）与钙钛矿电池（红色）研发效率记录. .6
图7：钙钛矿溶液晶体结构.. .8
图8：不同吸光材料带隙宽度与理论效率极限， .8
图9：不同钙钛矿溶液光致发光(PL). .9
图 10：钙钛矿电池四端子与二段子叠层结构. ..9
图11：钙钛矿溶液与电子、空穴传输层带隙宽度 .9
图12:钙钛矿电池主要结构.. 10
图13：钙钛矿电池生产工艺流程， 11
图14：各类型光伏面积与效率关系， .12
图15：钙钛矿与晶硅叠层效率记录. .12
图16:不同钙钛矿溶液光致发光(PL). .12
图17：HJT、钙钛矿、钙钛矿-HJT 叠层结构. .13
图18：钙钛矿溶液配方与电池效率突破. .14
图19:甲眯铅碘黑相转变为黄相 .14
图 20：钙钛矿电池结构分类.. .14
图 21：密封腔封装钙钛矿电池专利.. .15
图 22：实验室制备钙钛矿层的旋涂工艺 .16
图 23:涂布工艺分类... ..16
图24：钙钛矿有效发电区及死区示意， .16
表1：各公司产业化进度及规划， .6
表2：太阳能电池理论极限. ..8
表3：钙钛矿叠层理论效率极限， .9
表4：钙钛矿电池各层结构.. .10
表5：钙钛矿电池各类结构优劣 .14
表6:EVA、POE部分性能指标对比. .15
表7：重点公司主要财务指标. .17

一、钙钛矿产业探索加快

1、钙钛矿电池理论优势突出

晶硅电池已接近理论极限,未来进步空间相对有限。以单晶硅、多晶硅为代表的晶硅电池属于第一代太阳能电池技术。自上世纪70年代以来，经过几十年的发展，晶硅电池凭借以中国企业为代表的的行业参与者不断地降本增效，成为了目前光伏行业的主流技术，占比接近95%。从降本增效的角度来看，晶硅电池目前的研发效率已经达到26.81%，已经十分接近其理论极限效率（29.4%），得益于各个环节的技术进步与成本控制，晶硅组件的LCOE近十年来下降了超过80%。但随着研发效率向理论极限的逼近，研发投入的边际产出将可能会越来越小，晶硅太阳能电池未来进步的空间相对有限。

薄膜电池效率与量产表现不佳。碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）、铜铟镓硒（CIGS）为代表的第二代薄膜电池，具有更高的理论极限效率（32.1%）。同时，其还具有吸光材层用量少、温度系数更低、衰减少、弱光响应好等优势，理论性价比突出。但受制于其缺陷复合、功函数较高的因素，薄膜电池实际研发效率不佳。同时，薄膜电池在生产制造环节收到稀有原材料的限制，大规模量产下的降本空间有限。

钙钛矿电池理论优势突出。作为目前光伏行业的第三代电池技术，钙钛矿电池因其材料特性具备天然的理论优势：

》更高的理论效率：带隙宽度可调，并接近太阳能电池的最理想值（1.34eV），单结钙钛矿电池理论效率极限为33%;

》更低的理论成本：对于材料纯度要求低（95%以上），原料常见易获取（碳、氮、氢、铅、碘），材料、设备、能耗理论成本低。

图1：太阳能电池图谱

资料来源：招商证券

图2：太阳能电池图谱

资料来源：NREL，招商证券

图3：光伏电池理论最高效率

资料来源：肖克利-奎伊瑟极限，招商证券

图4:2021-2020中国晶硅光伏LCOE

资料来源：IRENA，招商证券

图5:2022-2030中国晶硅光伏LCOE预测

资料来源：BNEF，招商证券

2、钙钛矿研发效率进步快，产业化探索明显加速

钙钛矿电池研发效率提升迅速。钙钛矿电池自2009年开始发展，研发端的效率仅用了十多年的时间，已经由最开始的14.1%提升至25.8%，与晶硅电池26.81%的效率记录相比仍有差距，但进步迅速。

产业化尝试正在加速。2010-2015年属于产业萌芽期，钙钛矿相关企业先后成立，并确立了钙钛矿技术的研发方向;
2016-2020 年钙钛矿产业技术不断突破，研发效率记录不断突破且电池尺寸越来越大，领先企业陆续企业融资;
2021-2022年钙钛矿产线成果明显加速，协鑫光电生产的全球最大尺寸（1m*2m）钙钛矿电池组件效率预计2024年前超过18%。同时，协鑫光电与纤纳光电已于2022年中投产百兆瓦量产中试线，产线正在进行调试与良率爬坡中。
2022年12月，极电光能宣布150MW钙钛矿生产线正式投产运行，该产线是目前全球产能最大的已投产钙钛矿产线。
极电光能与纤纳光电已明确规划2023年开始启动其吉瓦级产线，钙钛矿电池产业化尝试正明显加速。

图6：晶硅电池（蓝色）与钙钛矿电池（红色）研发效率记录

资料来源：NREL，招商证券

表1：各公司产业化进度及规划

公司	2010-2015	2016-2020	2021	2022	规划
协鑫光电	公司成立			B轮、B+轮融资完
		建立全球首条		成	100MW产线达产,
		10MW中试线	100MW产线建成	全球最大尺寸	效率目标18%
		A轮融资完成		（1m*2m）钙钛矿组件
极电光能		公司成立	64cm2效率记录 20.5% Pre-A轮融资完成 150MW产线启动	1010效率超 20% 2020 效率超 19% 30*30效率超 18% （cm2） 150MW产线投产	GW级产线启动
纤纳光电	公司成立	A、B、C轮融资 300cm2效率记录 14.3%	100MW产线投产	D轮融资	GW级产线启动，研发目标效率 21.5%
众能光电	公司成立	10MW项目启动	A轮融资		200MW产线投产
万度光能	介孔结构专利申请天使轮融资		A轮融资		200MW产线投产
Oxford PV	公司成立	D轮融资 1cm2效率记录	100MW产线扩建		100MW 叠层产线投产

资料来源：公开信息，招商证券

二、钙钛矿理论优势明显，但仍有核心瓶颈需要解决

1、钙钛矿理论效率天花板高

钙钛矿理论效率接近太阳能电池极限。太阳能电池的理论极限效率由其吸光材料的带隙宽度决定，钙钛矿晶体具有ABX3 结构通式，一般为立方体或八面体结构。A,B,X离子可以分别选择一种或多种配方，搭配组合众多：A离子：可以选择甲胺、甲眯和Cs+等一价阳离子；B离子：可以选择Pb2+、Sn2+和Ge2+等二价阳离子；X：可以选择l-,CI-以及Br-等卤素阴离子。与晶硅和薄膜电池固定的带隙宽度不同，由于钙钛矿溶液不同的配方组合，可以实现吸光材料不同的带隙宽度，且范围覆盖太阳能电池最佳带隙（1.34eV）。所以，钙钛矿相比于晶硅电池与薄膜电池，其理论效率（33%）更接近太阳能电池的极限效率（33.7%）。

实际研发效率更容易接近理论效率。晶硅电池的理论效率低于碲化镉等薄膜电池，但目前研发效率却高于薄膜电池。其主要的原因是晶硅电池通过不断提升硅料纯度，达到提高少子寿命，减少缺陷复合的手段提高研发效率；而薄膜电池的提升手段相对有限。钙钛矿拥有优异的光电性能，较高的光吸收系数，较长的载流子扩散长度及寿命、较高的缺陷容忍因子。这意味着钙钛矿天然对于杂质和缺陷容忍度就较高，在95%以上的原料纯度下，就可以有效促进光生电子空穴对的分离和提取，减少电子传输过程中的效率损耗，让钙钛矿的实验室研发效率相比于晶硅和薄膜电池，更容易接近其理论效率，是钙钛矿研发效率近年来突破较快的核心原因之一。

叠层后可以实现效率的飞跃。钙钛矿带隙宽度高于晶硅电池，意味着钙钛矿适合光的短波长吸收，而晶硅更适合光的长波长吸收。在钙钛矿晶硅叠层的情况下，可以对太阳光光谱响应范围更宽，更充分的吸收光能，提升太阳能电池的整体效率，理论效率可达43%。同时，由于钙钛矿溶液的可调性，不同的溶液之间也可以实现叠层效果，双结与三结钙钛矿理论效率分别可达45%，49%。

目前，钙钛矿叠层一般具有四端子叠层（4-T）和二端子叠层（2-T）两种结构：

四段子叠层（4-T）：四端子的顶、底电池仅通过光学耦合进行工作，而不涉及电学接触;

》二段子叠层（2-T）：二端子中顶、底电池通过中间连接层进行相接，将光电方面紧密联系到一起。

考虑到二级联叠层结构需要设计优异的光电耦合和起到保护作用的中间连接层，可以大大减少因寄生吸收而导致的光学损失，是制备超高效率叠层太阳能电池的有效手段。但是，由于二端子叠层电池需要保证顶、底电池的电流匹配问题，因此在实际制备过程中，四端子叠层电池更容易实现高效率。

图7：钙钛矿溶液晶体结构

资料来源：物理学报，招商证券

图8：不同吸光材料带隙宽度与理论效率极限

资料来源：Royal society of chemistry，招商证券

表2：太阳能电池理论极限

单结太阳能电池极限	单结晶硅电池	单结薄膜电池	单结钙钛矿电池
带隙宽度（eV） 1.34	1.12	1.45	1.35（可调）

	单结太阳能电池极限	单结晶硅电池	单结薄膜电池	单结钙钛矿电池
理论效率天花板	33.7%	29.4%	32.1%	33%

资料来源：招商证券

图9：不同钙钛矿溶液光致发光(PL)

资料来源：Researchgate，招商证券

表3：钙钛矿叠层理论效率极限

钙钛矿晶硅叠层	双结钙钛矿	三结钙钛矿	多结钙钛矿
理论效率天花板 43%	45%	49%	69%

资料来源：公开信息，招商证券

图10：钙钛矿电池四端子与二段子叠层结构

资料来源：X-mol，招商证券

图11：钙钛矿溶液与电子、空穴传输层带隙宽度

资料来源：物理学报，招商证券

2、钙钛矿理论成本较低

钙钛矿电池结构相对简单，制造成本低。钙钛矿电池结构可以分成TCO导电玻璃、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层以及金属对电极。在太阳光照下，钙钛矿层受到激发，产生成对的光生电子和空穴，这两种载流子分别被电子传输层与空穴传输层运送至TCO导电层与金属对电极，产生电势差，形成内建电场。

》产业链短：晶硅产业链分为硅料、硅片、电池片及组件四个主要环节，钙钛矿产业链明显缩短，生产工艺简单,原材料在单一工厂内仅需 45分钟就可以加工成为组件，一体化产能仅涉及四套设备：涂布设备、镀膜设备、激光设备及封装设备;

》设备投资降本空间大：晶硅电池一体化产业链涵盖硅料、硅片、电池片、组件，单GW设备投资额估算约8亿元（硅料3亿、硅片2亿、Topc0n电池片2.5亿、组件0.5亿）。按照目前百兆瓦级项目投资额估算，单GW设备投资超过10亿元，但考虑钙钛矿行业目前属于产业化初期，设备定制化程度高，国产替代水平低。后续产业化发展成熟，单GW设备投资额有望获得较大幅度降低;

》生产能耗低：晶硅产业链中，硅料还原、拉晶以及电池制造环节均需要使用高温工艺，电力耗能高；钙钛矿电池生产过程中，所有制备工艺均可在低温条件下进行（不超过300°C），电力能耗成本显著下降。

钙钛矿溶液的原料成本低。目前，晶硅产业链需要硅料纯度达到9N级别；而钙钛矿由于自身光电性能优异，对于杂质的容忍度较高，95%以上原料纯度足以满足生产需求，显著降低提纯费用。同时，钙钛矿吸光系数高（10%cm），500-600nm厚度就可以达到140um硅片同等吸光效果,原料耗量显著低于晶硅电池。此外,钙钛矿溶液中可选的A、B、×离子，均属于自然界中常见的氢、氮、碳、铅、碘等元素。因此，杂质容忍度高、用量少、易获得的钙钛矿溶液成本相对较低。

图12：钙钛矿电池主要结构

资料来源：X-Mol，招商证券

表4：钙钛矿电池各层结构

结构	功能
	TCO 导电玻璃玻璃起保护作用并透光，TCO 导电层作为电池电极。
电子传输层	将电子从钙钛矿层输送至TCO导电层，并阻止空穴传输至TCO导电层。
钙钛矿层	光敏层，吸收光并产生电子空穴对。
空穴传输层	将空穴传输至金属电极，并组织电子传输至金属电极。
金属电极	电池电极。

资料来源：Xmol，招商证券

图13：钙钛矿电池生产工艺流程

资料来源：极电光能、捷佳伟创、TORAY等，招商证券

3、大面积制备与稳定性，是钙钛矿产业化主要瓶颈

大面积制备效率损失严重。当光伏电池或组件面积增加时，效率的损失是不可避免的。这种损失是几个因素共同作用的结果，包括较高的串联电阻，较低的并联电阻，大面积的非均匀涂层以及死区面积。而钙钛矿电池在大面积制备时，效率损失尤为明显，核心难点在于控制保证各膜层均匀及死区面积：

》膜层均匀难以控制：大面积制备的钙钛矿电池，其面积/厚度比极大，玻璃衬底及膜层的细微不平整及不均匀，对于效率的影响都尤为明显;

》死区面积：科研中目前主要使用小型单块钙钛矿电池来进行效率测试，而大面积制备中，需要将整块组件分割成多个单一子电池，子电池之间的连接处为死区，死区不具备发电能力。

钙钛矿溶液稳定性差，电池寿命短。钙钛矿材料制成光伏组件后稳定性低、衰减快，主要是由于两方面因素：

》钙钛矿自身稳定性低：钙钛矿材料是离子键结构，与晶硅材料的共价键相比，更易发生分解与离子迁移;

》对于外界因素敏感：钙钛矿层与空穴传输层材料对于水、氧、光、热等外界因素极为敏感。

目前，钙钛矿电池的T80寿命（效率下降至初始值的80%）约4000小时（0.45年），与晶硅电池的25年寿命相比差距巨大。

图14：各类型光伏面积与效率关系

资料来源：Nature Review，招商证券

4、业界也在探索钙钛矿-HJT叠层结构

叠层钙钛矿研发效率已达到32.5%。钙钛矿带隙宽度高于晶硅电池，适合光的短波长吸收，晶硅更适合光的长波长吸收。在钙钛矿晶硅叠层的情况下，可以对太阳光光谱响应范围更宽，有效提升电池整体效率。2022年12月，钙钛矿与晶硅叠层电池研发效率已经达到32.5%。

业界也在探索钙钛矿与HJT叠层结构。HJT与钙钛矿配适度更高，HJT顶层与钙钛矿底层都是TCO导电层，与钙钛矿做叠层电池时，HJT产线无需更改。而钙钛矿与PERC/TopCOn电池叠层时，需要去除晶硅电池顶层绝缘的氮化硅/氧化铝，另外制备TCO导电层，对晶硅电池产线改动较大。因此，钙钛矿-HJT叠层电池的理论效率高，叠层配适度更高。晶硅电池上具备较强的技术积累的主流厂商，在钙钛矿与异质结叠层的研发上也有不同程度探索与布局。

图15：钙钛矿与晶硅叠层效率记录

资料来源：NREL，招商证券

图16：不同钙钛矿溶液光致发光(PL)

资料来源：物理学报，招商证券

图17：HJT、钙钛矿、钙钛矿-HJT叠层结构

资料来源：《新型薄膜太阳能电池》，招商证券

三、如果核心问题获得突破，相关环节将受益

1、钙钛矿厂商需通过改善配方与结构提高稳定性

溶液调整有助于改善稳定性，但目前尚无明确解决方案。钙钛矿可调的吸光层溶液，对于电池效率与稳定性均有重要影响。钙钛矿技术发展初期是脱胎于染料敏化电池，A 离子主要使用甲胺铅碘（MAPbI3）体系，但甲胺离子遇热易分解的特性导致其热稳定性远达不到商业化水平。2013年开始，学术界发现甲胱铅碘钙钛矿（FAPbI3）具有优异的热稳定性。同时，体积较大的FA阳离子取代MA后，钙钛矿层的带隙缩小，增强了近红外吸收能力，还能提升电池转换效率，甲胖也被视为最有潜力走向产业化的材料。但甲眯铅碘在室温下会从光活性的黑相（α相）转变成非光活性的黄相（δ相），导致材料降解影响电池稳定性。所以，钙钛矿溶液是目前钙钛矿厂商主要的研究方向之一，稳定、高效的溶液配方未来也可能会成为领先企业的主要技术壁垒。

电池结构对稳定性也有影响。反式平面结构研制开始时间较晚，但进步快，目前最高效率仅略低于正是平面结构。空穴传输层材料成本低，稳定性较好。目前是企业量产试制线的主流结构方案。

图18：钙钛矿溶液配方与电池效率突破

资料来源：Europe PMC，招商证券

图19：甲眯铅碘黑相转变为黄相

资料来源：Advanced Science，招商证券

图20：钙钛矿电池结构分类

资料来源：X-mol，招商证券

表5：钙钛矿电池各类结构优劣

结构	优势	劣势	主要参与企业
正式介孔结构	钙钛矿层拥有二氧化钛（TiO2）作为支但二氧化钛纳米颗粒（20 纳米左右）架，限制离子迁移范围，稳定性高。同时，介孔结构采用厚膜工艺，对于玻璃全渗透，间隙阻断了部分光生电子从钙	之间的细微间隙让钙钛矿溶液无法完衬底的平整度和镀膜、激光设备的精准钛矿层到二氧化钛层的传输路径，电子	万度光能
	度要求较低，有助于降低设备成本。早期敏化电池的主要结构，拥有最久的	收集效率下降，导致电池效率不高。空穴传输层需要使用 Spiro-OMeTAD
正式平面结构（n-i-p）	研发历史，电池转化效率高，保持目前钙钛矿单结电池最高实验室效率记录。	材料，且需要双三氟甲烷磺酰亚胺锂 (Li-TSFI)作为添加剂，材料成本高，添加剂稳定性有待验证。	/
反式平面结构（p-i-n）	材料成本相对较低，稳定性相对较好。发展历史较晚。		协鑫光电、极电光能、众能光电

资料来源：公开信息，招商证券

2、封装材料与技术提升

理化性能更好POE胶膜封装可以避免外界因素干扰。与晶硅电池相比，钙钛矿层与空穴传输层材料对于水、氧、光、热等外界因素更为敏感，对胶膜封装材料的要求更高，尤其透水率、透光率、应力表现（模量）、耐候性（耐紫外线、高温）、粘接强度、抗老化能力等有更高的要求。同时，EVA中未聚合的VA单体含有羧酸，可能与钙钛矿溶液中的A离子发生反应。因此，钙钛矿电池可能主要选用POE胶膜进行封装。

同时，目前也有在密封舱封装技术上的尝试，通过在钙钛矿电池背板、透明基板之间形成密封舱，达到隔绝外界因素干扰的目的，保证钙钛矿溶液的化学稳定与热稳定性能，提高电池效率与使用寿命。

表6：EVA、POE部分性能指标对比

性能指标	EVA	POE
密度	0.96 g/cm³	0.88 g/cm³
极性	极性	非极性
酸碱性	酸性	中性
WVTR（水汽透过率，38℃，90%RH）	20-40 g*m²/day	2-5 g*m2/day
紫外稳定性	弱	强
交联速率（相同配方下）	快	慢
玻璃化转变温度	-20℃	-50℃

资料来源：公司公告、企业官网、CNKI、招商证券

图21：密封腔封装钙钛矿电池专利

资料来源：专利局，招商证券

3、大面积制备仍是难点

大面积制备对玻璃平整度要求更高。保障钙钛矿电池各膜层的均匀性，是大面积制备的核心难度之一，而TCO导电玻璃作为钙钛矿组件的基底，其平整度是其他膜层材料均匀性的基础。表面质量更好、厚度均匀、平整度高的超白浮

法玻璃可能成为主要的玻璃供应。

不同设备工艺路线尝试解决均匀性问题。大面积的钙钛矿层制备要求极高，在厚度仅500nm的情况下，需要钙钛矿层达到平整、致密且全覆盖的效果。实验室制备钙钛矿层主要采取旋涂的方式，但大面积生产时均一性差。可行尝试包括涂布、蒸镀工艺等：

》涂布工艺：生产速度快、原料利用率高，但对TCO玻璃平整度要求高、均匀性较难控制。狭缝涂布相对均匀性控制能力最好，是目前主流的涂布工艺路线;

》蒸镀工艺：具体路线包括PVD，CVD，RPD等。均匀性可控制好，但原料利用率较低、设备成本高;

》混合工艺（原位固膜）：蒸镀工艺与涂布工艺先后两步法制备，干法搭骨架，湿法定结晶。大面积制备的钙钛矿层质量高，但设备投资高。

高精度激光设备有效减少死区面积。钙钛矿依靠激光划线将单个组件分割成多块子电池，已达到多块电池串联的效果。单块子电池中，又分为有效发电区与不能发电的死区，死区是钙钛矿大面积制备时效率降低的主要原因之一。死区面积取决于生产过程中的三次激光划线（P1,P2,P3），激光设备的精度越高，就可以越大程度的减少死区面积。同时，钙钛矿材料的热稳定性相对较差，在激光划线工艺中容易发生热分解，对于激光设备的精度要求进一步提升。

图22：实验室制备钙钛矿层的旋涂工艺

资料来源：材料工程，招商证券

图23：涂布工艺分类

资料来源：Researchgate，招商证券

图24：钙钛矿有效发电区及死区示意

资料来源：Ofweek，招商证券

投资建议

关注在投入与布局钙钛矿的公司：协鑫科技（港股）、隆基绿能、晶澳科技、晶科能源、天合光能、通威股份、东方日升、爱旭股份、中来股份、杭萧钢构（建筑）；

TCO 玻璃：金晶科技（建材）；

POE封装材料：福斯特、赛伍技术、激智科技、海优新材等;

钙钛矿设备：捷佳伟创（机械联合）、迈为股份（机械联合）、帝尔激光（电子）、奥联电子（汽车）、古螯科技（计算机）、奥来德（电子）等。

表7：重点公司主要财务指标

	股价	21EPS	22EPS	23EPS	22PE	23PE	PB	评级
隆基绿能	40.7	1.7	2.0	2.6	21	15	5	强烈推荐
晶澳科技	60.7	1.3	2.2	3.7	28	16	6	强烈推荐
晶科能源	14.5	0.1	0.3	0.5	52	29	6	强烈推荐
天合光能	64.8	0.9	1.7	3.2	38	20	6	强烈推荐
通威股份	37.5	1.8	6.2	5.3	6	7	3	强烈推荐
东方日升	24.9	0.0	1.2	1.8	20	14	2	未予评级
中来股份	15.7	-0.3	0.5	0.9	29	18	5	未予评级
爱旭股份	36.4	-0.1	1.9	2.7	20	14	6	强烈推荐
福斯特	66.0	2.3	2.0	2.7	32	25	7	强烈推荐
赛伍技术	31.5	0.4	0.8	1.1	42	28	5	未予评级
激智科技	27.0	0.5	0.2	0.9	127	31	4	未予评级
海优新材	186.3	3.0	4.4	9.2	42	20	7	未予评级
金晶科技	9.0	0.9	0.5	0.7	19	13	2	未予评级
捷佳伟创	112.7	2.1	3.0	4.0	37	28	6	强烈推荐
迈为股份	405.4	5.9	5.3	8.8	77	46	11	未予评级
帝尔激光	128.5	3.6	3.0	4.3	43	30	9	未予评级
杭萧钢构	4.1	0.2	0.3	0.3	16	14	2	增持
奥联电子	21.3	0.2	0.1	0.2	154	130	5	未予评级
古鳌科技	13.2	0.1	1	1	-	-	4	未予评级
奥来德	51.6	1.9	1.8	2.6	29	20	3	未予评级

资料来源：公司公告、招商证券（部分参考wind一致预期）

风险提示

1）钙钛矿降本增效进步不及预期

理论效率与成本是钙钛矿电池的核心优势，后续降本增效不及预期将制约行业发展。

2）产业化突破不及预期

大面积制备与稳定性问题是钙钛矿产业化的核心瓶颈，若后续无法有效突破，将限制钙钛矿产业化进程。

分析师承诺

负责本研究报告的每一位证券分析师，在此申明，本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与，未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。

游家训：浙江大学硕士，曾就职于国家电网公司上海市电力公司、中银国际证券，2015 年加入招商证券，现为招商证券电气设备新能源行业首席分析师。

刘巍：德国斯图加特大学车辆工程硕士，曾就职于保时捷汽车、沙利文咨询公司，2020年加入招商证券，覆盖新能源车汽车产业链、工控自动化。

赵旭：中国农业大学硕士，曾就职于川财证券，2019年加入招商证券，覆盖风电、光伏产业。

张伟鑫：天津大学电气工程硕士，曾就职于国金证券，2021年加入招商证券，覆盖新能源发电产业。

评级说明

报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系，基于报告发布日后6-12个月内公司股价（或行业指数）相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中，A股市场以沪深300指数为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以标普500 指数为基准。具体标准如下：

股票评级

强烈推荐：预期公司股价涨幅超越基准指数20%以上

增持：预期公司股价涨幅超越基准指数5-20%之间

中性：预期公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间

减持：预期公司股价表现弱于基准指数5%以上

行业评级

推荐：行业基本面向好，预期行业指数超越基准指数

中性：行业基本面稳定，预期行业指数跟随基准指数

重要声明

本报告由招商证券股份有限公司（以下简称“本公司”）编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外，本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。

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钙钛矿的产业探索加速，几大核心问题仍有待突破

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正文目录

图表目录

一、钙钛矿产业探索加快

1、钙钛矿电池理论优势突出

2、钙钛矿研发效率进步快，产业化探索明显加速

二、钙钛矿理论优势明显，但仍有核心瓶颈需要解决

1、钙钛矿理论效率天花板高

2、钙钛矿理论成本较低

3、大面积制备与稳定性，是钙钛矿产业化主要瓶颈

4、业界也在探索钙钛矿-HJT叠层结构

三、如果核心问题获得突破，相关环节将受益

1、钙钛矿厂商需通过改善配方与结构提高稳定性

2、封装材料与技术提升

3、大面积制备仍是难点

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1）钙钛矿降本增效进步不及预期

2）产业化突破不及预期

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