光伏系列报告（70）

钙钛矿与叠层电池产业化论坛点评

第四届全球钙钛矿与叠层电池产业化论坛于1月8-10日于常熟召开，参会企业包括众多行业内知名钙钛矿及设备厂商。会议核心议题包括钙钛矿的理论优势、产业化进度、叠层电池以及工艺路线。总体看，钙钛矿有很强的理论优势，当前正在经历从0到1的发展阶段；大面积制备的工艺问题和工艺路线是目前产业化关注的焦点之一；除单结电池外，不同的叠层方案的产业化尝试广受关注。本报告主要汇总和简评此次论坛涉及的主要议题，关于钙钛矿的寿命问题系列解决方案、封装的工艺等后续再专题更新。

□钙钛矿电池理论优势突出。单结钙钛矿电池理论效率高于晶硅与薄膜电池，叠层后能实现效率进一步飞跃。同时，因为杂质容忍度高、用量少、能耗低的特点，钙钛矿有更低的理论成本。此外，吸光系数高与载流子迁移距离长的优势，让钙钛矿在弱光与高温场景下的表现优异，而可柔性制备的轻质化组件，让钙钛矿应用场景也更加丰富。

□ 产业化正在0-1的阶段。钙钛矿电池通过十几年的发展，实验室效率提升迅速，单结、晶硅叠层及全钙钛矿叠层效率已达到25.7%，32.5%，29%，为产业化提供了坚实的理论支撑。同时，业界对于钙钛矿的基础性认知已比较全面，众多高校科研背景的初创企业如雨后春笋般不断涌现，光伏大企业也纷纷加大钙钛矿的布局和储备。预计2023年钙钛矿行业规模有望达到GW 级别，到2024-2025年有望有多家企业GW级产线陆续落地。

□大面积制备工艺问题成为焦点。钙钛矿的稳定性问题已有一系列解决方案，因此大面积制备工艺问题在此次论坛中相对更受关注。产业化大面积制备的工艺路线与设备选择，是钙钛矿各膜层质量与设备成本之间的平衡。目前制备难度最大的钙钛矿层，主要是以设备投资较低的涂布工艺为主，但其后道控晶难度较大，膜层质量仍有提升空间。真空蒸镀工艺具有膜层均一、良品率高等优势，但过高的设备投资与复杂的沉积速率控制制约了其大规模发展，适用的钙钛矿制备的相关装备也是讨论焦点。

□叠层电池发展也在加速。除了单结电池外，叠层电池近年的产业化发展也在提速。晶硅-钙钛矿叠层电池，可以为成熟的晶硅电池进一步增效，有希望成为未来钙钛矿产业化的主要路径之一。同时，全钙钛矿叠层被视为终极的叠层技术（最高的理论效率），随着未来钙钛矿核心瓶颈的突破，也有可能逐步应用。

□投资建议：关注在投入与储备钙钛矿的公司：隆基绿能、晶科能源、晶澳科技、天合光能、东方日升、协鑫科技（港股）、西子洁能、杭萧钢构（建筑）;TCO玻璃：金晶科技（建材）；POE封装材料：福斯特、海优新材、激智科技、赛伍技术等；钙钛矿设备：捷佳伟创/迈为股份（机械联合）、奥来德/帝尔激光/德龙激光（电子）、京山轻机（机械）、奥联电子（汽车）、古螯科技（计算机）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	47.2	1.7	2.0	2.6	24	18	6	强烈推荐
晶科能源	15.7	0.1	0.3	0.5	56	31	6	强烈推荐
晶澳科技	66.0	1.3	2.2	3.7	30	18	6	强烈推荐
天合光能	71.0	0.9	1.7	3.2	42	22	6	强烈推荐
东方日升	34.0	0.0	1.2	1.8	28	19	3	未予评级
西子洁能	16.0	0.6	0.3	0.7	55	22	3	未予评级
杭萧钢构	5.6	0.2	0.3	0.3	23	19	3	增持
福斯特	73.9	2.3	2.0	2.7	36	28	7	强烈推荐
海优新材	224.3	3.0	1.9	10.0	121	22	8	强烈推荐

行业规模

占比%

股票家数（只）	292	6.0
总市值（亿元）	69295	8.3
流通市值（亿元）	55518	7.8

行业指数

%	1m	6m	12m
绝对表现	9.3	-2.8	5.2
相对表现	0.1	-0.4	18.5

资料来源：公司数据、招商证券

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激智科技	25.7	0.5	0.2 0.7	0.9	121	30	4	未予评级
赛伍技术	34.0	0.4		1.3	46	27	5		未予评级
金晶科技	11.2	0.9	0.5	0.7		23	16	3	未予评级
捷佳伟创	119.0	2.1	3.0	4.0	39		30	6	强烈推荐
迈为股份	445.5	5.9	5.3	8.8	84		51	12	未予评级
奥来德	57.1	1.9	1.8	2.6		33	22	3	未予评级
京山轻机	20.3	0.2	0.5	0.7		44	30	4	未予评级
帝尔激光	132.3	3.6	3.0	4.3		45	31	9	未予评级
德龙激光	59.6	1.1	0.8	1.3	75		48	5	未予评级
奥联电子	28.8	0.2	0.1	0.2		209	177	7	未予评级
古螯科技	15.9	0.1	-	:		-	:	5	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、核心观点提要.. .6
1、钙钛矿电池理论优势突出， ..6
2、产业化正在0-1的阶段. ..8
3、大面积制备工艺问题成为焦点 .10
4、叠层电池发展也在加速... .12
附录：部分行业专家演讲纪要.. .15
1、协鑫光电（范斌)：钙钛矿技术产业化进展. ..15
2、仁烁光能（谭海仁）：高效率全钙钛矿叠层太阳能电池和组件. .16
3、德沪涂膜（王锦山）：钙钛矿光伏产业化0-1及德沪涂膜设备解决方案， 17
4、中科院院士（褚君浩)：碳中和背景下太阳能技术.. .18
5、方昇光电（祝晓钊)：钙钛矿电池核心设备—真空蒸镀机的国产化制造 .19
6、捷佳伟创（陈麒麟)：钙钛矿与叠层电池关键设备展望. .20
7、光晶能源（黄福志）：钙钛矿大面积制备技术及挑战. ..21
8、牛津大学高等研究院（黄劲松)：用TOASiW12修饰铝电极的高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池， .22
9、大正微纳（虞旺)：柔性钙钛矿光伏产业化技术与应用场景 .23
投资建议.... .24
相关报告... .25
风险提示... .25

图表目录

图1：太阳能电池图谱... .6
图2：太阳能电池理论效率. .6
图3：不同吸光材料带隙宽度与理论效率极限， 6
图4:柔性钙钛矿.. .7
图5：晶硅/钙钛矿/染料敏化电池弱光表现
图6：钙钛矿Voc/lmppVmpp 温度系数. .7
图7：钙钛矿Isc/Pmax温度系数. .7
图8：平面反式钙钛矿结构.. .10
图9：涂布法工艺流程. 11
图10：:真空蒸镀工特点.. ......1
图11:四端、两端叠层结构.. ...12
图12:钙钛矿、晶硅叠层..
图13：钙钛矿、钙钛矿叠层.. ..13
图14:ALD 隧穿结结构..
图15：降低钙钛矿薄膜的锡空位缺陷... ....13
图16:CF3-PA钝化分子增强晶粒表面缺陷钝化.. ....14
图17：钙钛矿产业化要...
图18：协鑫光电钙钛矿太阳能电池已完成"双85"测试！ ….15
图19：协鑫光电产业化路线图..
图 20：大面积全钙钛矿叠层电池组件， ..16
图 21:柔性全钙钛矿叠层电池组件.. ...16
图 22：大面积组件制备中，使用全溶液印刷法制备钙钛矿层... ....16
图 23:钙钛矿1.0企业.. .….17
图 24:Getter&Dispenser封装可用于钙钛矿.
图 25：德沪涂膜的高性能狭缝涂布设备. .….17
图 26:单晶钙钛矿允许任意尺度放..
图 27：单晶钙钛矿在潮湿环境下保持长期稳定性. .18
图28:光伏+产业前瞻... ..18
图 29：真空蒸镀在大面积钙钛矿器件中应用. ...19
图 30：方昇钙钛矿电池蒸镀设备.. ..19
图31:RPD工作原理示意图 .20
图 32:捷佳伟创 RPD 装备.. ..20
图 33：一步法制备大面积钙钛矿薄膜示意图 ..21
图 34：二步法制备大面积钙钛矿薄膜示意图 ..21
图35：用TOASiW2修饰铝电极的钙钛矿电池和对对照组在大气环境下的稳定性. ..22
图36:矩阵式Ink Jet示意图 .23
图 37：大正微纳自研狭缝涂布设备...
表1：钙钛矿叠层理论效率极限 ..6
表2：光伏电池研发效率记录..
表3：2020年以来钙钛矿初创企业，
敬请阅读末页的重要说明 4
表4：晶硅企业钙钛矿布.. 8
表5：各公司中试线、GW产线规划 .9
表6：工艺路线.. .10
表7：重点公司主要财务指标 24

一、核心观点提要

1、钙钛矿电池理论优势突出

钙钛矿电池理论优势突出。作为第三代光伏电池技术，钙钛矿电池因其材料特性，相比于晶硅与薄膜电池具备较强的理论优势：

》更高的理论效率：单结钙钛矿电池理论效率极限可达33%，高于第一代晶硅电池与第二代薄膜电池。同时，通过调整前驱体组分,钙钛矿带隙可调、透光性优异,可以制备钙钛矿/钙钛矿叠层(45%)与钙钛矿/晶硅叠层(43%),实现转换效率的飞跃;

》更低的理论成本：材料纯度要求低、用量少、能耗理论成本低，规模化后设备投资仍有降本空间;

》应用场景多样化：组件可柔性化制备，具备轻量化优势，终端应用场景多样化;

》弱光响应好：吸光系数高，阴天及室内等弱光条件下，转换效率相对更高;

》温度系数低：光生载流子迁移距离长、钙钛矿膜层厚度小，温度对效率影响低。

图1：太阳能电池图谱

资料来源：招商证券

图2：太阳能电池理论效率

资料来源：肖克利-奎伊瑟极限，招商证券

图3：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1：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：肖克利-奎伊瑟极限，Scientific report，招商证券

图4:柔性钙钛矿

资料来源：大正微纳，招商证券

图5：晶硅/钙钛矿/染料敏化电池弱光表现

资料来源：Nature，招商证券

图6:钙钛矿Voc/lmpp/Vmpp 温度系数

资料来源：Researchgate，招商证券

图7：钙钛矿Isc/Pmax温度系数

资料来源：Researchgate，招商证券

2、产业化正在0-1的阶段

产业化尝试正在加速。钙钛矿电池自2009年开始发展,仅有十多年的时间。目前在实验室中,单结电池效率已达25.7%，正逐步逼近晶硅电池，全钙钛矿叠层与钙钛矿/晶硅叠层电池研发效率分别达到29%、32.5%。研发端效率的不断突破，为钙钛矿电池的产业化进程铺路。同时，随着行业的不断发展，业界对于钙钛矿的基础性认知已经比较全面和深刻，众多高校科研背景的初创企业不断涌现。此外，光伏大企业依托当前在晶硅路线上的优势，纷纷加大对于钙钛矿的布局与技术储备，参与钙钛矿晶硅叠层相关研发。

2023年行业规模达到GW级别，2024-2025年有望有多家GW整线落地。2021-2022年间，四家钙钛矿领先企业已完成合计550MW中试线投产。预计2023年还将有5家以上的企业，合计超过600MW的中试线投产，行业整体规模有望GW级别。同时，已有多家头部企业宣布了其GW级产线规划目标，预计将在2024-2025年投产。

表2：光伏电池研发效率记录

	晶硅电池	单结钙钛矿	全钙钛矿叠层	钙钛矿晶硅叠层
效率记录	26.81%	25.7%	29%	32.5%
单位	隆基绿能	UNIST	南京大学	HZB
时间	2022.11	2022.01	2022.12	2022.12

资料来源：捷佳伟创，招商证券

表3：2020年以来钙钛矿初创企业

公司	技术路线	成立时间	地点	高校背景
仁烁光能	全钙钛矿叠层	2021	苏州	南京大学
光晶能源	反式单结	2022	佛山	武汉理工
脉络科技	反式单结	2022	广东	暨南大学
能丰科技	钙钛矿/OPV	2022	湖州	浙江大学
无限光能	反式单结	2022	深圳	清华大学
钙晶科技	叠层	2021	上海	上海交大
钙蓝科技	反式单结	2022	上海	上海交大

资料来源：德沪涂膜，招商证券

表4:晶硅企业钙钛矿布局

公司	技术路线	进展情况
隆基绿能	钙钛矿/HJT叠层	布局钙钛矿/HJT叠层电池专利，该叠层电池包括底电池、空穴传输层、钙钛矿吸收层和透明导电层;
晶澳科技	未公布	研发、技术储备;
晶科能源	钙钛矿/Topcon 叠层	布局大面积制备技术研发，与澳大利亚国立大学KlausWeber，北京大学周欢萍共同研发钙钛矿/Topcon叠层技术;
天合光能	钙钛矿/晶硅叠层	两端钙钛矿/晶硅叠层实验室效率达29.2%;
东方日升	钙钛矿/晶硅叠层	建立钙钛矿/晶硅叠层试验线;
通威股份	钙钛矿/晶硅叠层	研发、技术储备;
中来股份	钙钛矿/Topcon 叠层	实验室开发阶段的钙钛矿/Topcon叠层效率超过26%;
爱康科技	钙钛矿/HJT 叠层	研发、技术储备。

资料来源：Wind，招商证券

表5：各公司中试线、GW产线规划

公司	技术路线	中试线规模	中试线投产时间	GW产线规划
协鑫光电	反式单结	100MW	2021	1GW 2025年投产
纤纳光电	反式单结	100MW	2021	1GW 2023-2024 年投产
极电光能	反式单结	150MW	2022	1GW 2024年投产
众能光电	反式单结	100MW	2022
万度光能	正式介孔单结	200MW	2023
仁烁光能	全钙钛矿叠层	150MW	2023
光晶能源	反式单结	100MW	2023
合特光电（杭萧钢构）	HJT/钙钛矿叠层	100MW	2023
奥联光电（奥联电子）		120MW	2024	2GW5年内投产
脉络科技	反式单结	100MW	2024
大正微纳	柔性钙钛矿	100MW	2024
宁德时代	/	100MW	/

资料来源：Wind，各公司官网，招商证券

3、大面积制备工艺问题成为焦点

设备选择是成本与膜层质量的平衡。钙钛矿各膜层厚度在几十至几百纳米之间，理想的膜层需要达到均匀、致密且全覆盖的效果。质量更好的膜层往往需要更加精密的设备进行制备，意味着更高的设备成本。目前主流的工艺路线是使用磁控溅射与涂布，分别在TCO导电玻璃基底上分别制备空穴传输层制备与钙钛矿层。空穴传输层直接制备于钙钛矿上方，通常使用膜层损害程度较低的RPD，尽量保证钙钛矿层不受伤害。最后，使用磁控溅射制备顶电极。

钙钛矿层制备难度最大，目前主要路线为涂布。以主流反式钙钛矿结构为例，各层制备难度排序为：钙钛矿层>钝化层（或有）>电子传输层>空穴传输层>TCO导电顶层。其中难度最大的钙钛矿层目前以涂布工艺为主。涂布工艺设备投资较低，具有性价比优势。无接触的狭缝涂布工艺，可以满足当前钙钛矿层物理一致性的要求。但后道控晶具有一定难度，膜层质量（化学一致性）仍有待提高。目前，上海德沪涂膜市占率达到70%，其余份额为日本东丽。

真空蒸镀工艺可能具有一定优势。真空蒸镀工艺具有成膜均一、稳定性好、制程单一、良品率高等优势。在实验室钙钛矿制备中，在钙钛矿层、界面钝化层、电子传输层（C60）及金属电极均有广泛应用，且取得较高稳态输出效率。复杂组分沉积速率控制与设备投资过高，制约了其大规模发展。

图8：平面反式钙钛矿结构

钙钛矿(p-i-n)

TCO导电层

电子传输层

钙钛矿层

空穴传输层

TCO导电玻璃

资料来源：X-mol，招商证券

表6：工艺路线

膜层	路线1	路线2	路线3
TCO导电层（顶）	磁控溅射	磁控溅射	磁控溅射
电子传输层	RPD	涂布	蒸镀
钙钛矿层	涂布	涂布	蒸镀
空穴传输层	磁控溅射	涂布	蒸镀
TCO导电玻璃	磁控溅射	磁控溅射	磁控溅射
优势	价格与膜层质量均衡	价格最低	膜层均匀性最好
劣势	设备投资略高，膜层均匀弱于路线3	电子传输层涂布可能破坏钙钛矿吸光层，影响效率	设备价格过高

资料来源：弗斯迈，方昇光电，招商证券

图9：涂布法工艺流程

资料来源：德沪涂膜，招商证券
资料来源：方昇光电，招商证券

图10：真空蒸镀工艺特点

4、叠层电池发展也在加速

钙钛矿是理想的顶层电池。钙钛矿透光度好，可以作为顶层电池与晶硅电池叠层，达到更高的效率。同时，钙钛矿晶体具有可调性，宽、窄带隙不同的晶体，还进行钙钛矿与钙钛矿的叠层电池的制备。叠层的结构分为相对简单的四端叠层（仅光学耦合）与复杂的两端叠层（光学+电学耦合）。二端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。

四端叠层相对简单，前提是成熟的单结钙钛矿。四端叠层是将顶层的钙钛矿电池与底层的晶硅或钙钛矿通过玻璃连接，仅通过光学耦合，不涉及复杂的电流匹配，工艺上相对简单。四端叠层发展的前提是稳定、高效的单结钙钛矿，四端叠层也是主流单结厂商主张的叠层路线。

钙钛矿/晶硅叠层有希望成为主流路径之一。从短期的角度来看，钙钛矿可能仍然难以取代目前的晶硅电池。主动拥抱成熟的晶硅产业，发展钙钛矿/晶硅叠层，为晶硅电池进一步增效，或许会成为钙钛矿产业化的一条可行之路。同时，这样的发展路径也可以为钙钛矿的产业化争取更好的生存和发展空间。

两端全钙钛矿是终极叠层解决方案，随核心瓶颈突破也有望逐步应用。全钙钛矿叠层拥有更高的叠层理论效率，两端全钙钛矿也被视为是终极的叠层解决方案。宽带隙溶液的卤素相分离、窄带隙的锡氧化问题与互联层结构的挑战较大。近年来，随着科研界对于两端全钙钛矿叠层电池的效率与溶液配方的突破，以仁烁光能为代表的初创企业，依托强大的科研实力（该公司谭海仁团队曾创造全钙钛矿叠层世界纪录），直接选择了两端全钙钛矿叠层结构作为其产业化的主要方向。仁烁光能提出通过阻止前驱体溶液中Sn4+的生成以及增强晶粒表面缺陷钝化的缺陷调控手段，应对窄带隙薄膜中的锡缺陷态，提升载流子寿命和扩散长度。同时，创新性的提出以致密互联层和金属复合层，互联两结电池的隧穿结结构。

图11：四端、两端叠层结构

资料来源：X-mol，招商证券

图12:钙钛矿、晶硅叠层

图13：钙钛矿、钙钛矿叠层

资料来源：Science，招商证券
资料来源：南京大学能源光热材料与器件课题组，招商证券

图14:ALD 隧穿结结构

资料来源：南京大学能源光热材料与器件课题组，招商证券

图15：降低钙钛矿薄膜的锡空位缺陷

资料来源：Nature Energy，招商证券

图16:CF3-PA钝化分子增强晶粒表面缺陷钝化

资料来源：Nature，招商证券

附录：部分行业专家演讲纪要

1、协鑫光电（范斌)：钙钛矿技术产业化进展

配方、涂布与结晶、PVD、激光和封装是钙钛矿产业化要点所在。配方包括钙钛矿、添加剂、钝化剂和缓冲层材料。配方决定了钙钛矿电池效率的上限，产线的配方在不断迭代。协鑫光电的钙钛矿层主要使用涂布方法制造，涂布设备来源于上海德沪，结晶设备来源于自主研发。钙钛矿晶体的尺寸、均一性和贯穿率体现结晶环节的工艺水平，结晶环节是钙钛矿组件的尺寸放大和大规模制造的主要挑战。PVD 设备来源于国内及韩国供应商。钙钛矿组件需要使用激光进行划线形成串联和清边，激光划线的效果显著影响组件的效率和稳定性，其精度需达到百纳米级别。当前激光设备来源于大族、迈为等国内一线厂商。封装设备可以与晶硅行业共用，封装材料需使用POE。当前协鑫光电钙钛矿太阳能电池已完成“双85”测试。

协鑫光电预计2025年建设5-10GW产线。2022年，协鑫光电已经完成100MW钙钛矿产线工艺的开发，组件效率达到16%，预计2024年将建设1GW生产线，组件效率达到20%，2025年将建设5-10GW生产线，组件效率将达到22%。当前除了协鑫集团以外，IDG、腾讯和红杉中国等资本不断进入钙钛矿领域，行业发展有望提速。此外，协鑫光电认为，在硅片上生长钙钛矿电池难度高于玻璃基底，当前优先解决单结钙钛矿电池制造工艺。

图17：钙钛矿产业化要点

资料来源：协鑫光电，招商证券

图18：协鑫光电钙钛矿太阳能电池已完成“双85”测试

资料来源：协鑫光电，招商证券

图19：协鑫光电产业化路线图

资料来源：协鑫光电，招商证券

2、仁烁光能（谭海仁）：高效率全钙钛矿叠层太阳能电池和组件

窄带隙电池与隧穿结是全钙钛矿叠层主要瓶颈。隧穿结方面，仁烁光能率先提出一种原子层沉积制备致密互联层和金属复合层的新型隧穿结结构，大幅简化制程，实现全溶液法制备叠层器件中的钙钛矿薄膜。窄带隙钙钛矿性能差是限制叠层电池性能的关键瓶颈，提升窄带隙钙钛矿载流子扩散长度是核心课题，仁烁光能采用了缺陷调控策略，降低钙钛矿薄膜的锡空位缺陷和增强晶粒表面缺陷钝化。仁烁光能当前实验室全钙钛矿叠层电池国际认证效率达到26.4%,创造新的世界记录，未来将追求效率30%以上的全钙钛矿叠层电池。

大面积组件制备技术和柔性全钙钛矿叠层电池是未来方向。仁烁光能采用全溶液法印制钙钛矿层，所有功能层均采用可规模化技术。采用两性离子还原剂，提升膜的均匀性，抑制锡的氧化和钝化缺陷。对于宽带隙钙钛矿薄膜，利用刮涂法制备，通过铯含量调控，加快形核和结晶，获得均匀致密的宽带隙钙钛矿薄膜。同时，采用 ALD 制备的 SnO2作为保形扩散阻隔层，保形生长并阻隔水氧，使得组件可在大气环境下完成激光划刻。当前公司最新全钙钛矿叠层组件的认证效率为24.5%，已被最新一期记录表收录。公司还着力开发柔性全钙钛矿叠层电池，采用分子桥接空穴传输层，实现界面能级的最优匹配，柔性全钙钛矿叠层电池展现出高转化效率和优异的弯曲耐折度。

图20：大面积全钙钛矿叠层电池组件

资料来源：仁烁光能，招商证券

图21：柔性全钙钛矿叠层电池组件

资料来源：仁烁光能，招商证券

图 22：大面积组件制备中，使用全溶液印刷法制备钙钛矿层

资料来源：仁烁光能，招商证券

3、德沪涂膜（王锦山）：钙钛矿光伏产业化0-1及德沪涂膜设备解决方案

钙钛矿未来几年或厚积薄发，行业将会发生洗牌。当前钙钛矿行业属于技术和资本推动，而非市场推动，仍属于亚稳态产业。当前1.0企业处于0-1技术爬坡阶段，组件光电效率目标为18%，由协鑫、纤纳引领，极电、宁德、仁烁等加速追赶。2023年-2024年，GW生产线有望投建。2.0企业大多由学者创业，有一定后发优势。光晶、脉络、能丰等公司在筹建100MW生产线，未来在资本的加持下，部分2.0企业将进入第一阵线，钙钛矿行业会发生洗牌。

钙钛矿优势是大幅下降的成本和独特的应用场景。在当前光伏的应用场景下，钙钛矿无法取代晶硅。晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池会成为主流的技术之一，晶硅与钙钛矿的结盟将会为钙钛矿的产业化和商品化提供更好的生存和发展空间。钙钛矿无需在综合性能上与晶硅电池PK，钙钛矿的优势是大幅降低的成本和独特的应用场景。

大尺寸平板行业的溶液法和封装技术值得借鉴。钙钛矿的发展与平板显示有一定相似之处。首先趋向于薄和柔，而后使用溶液成膜的方法取代真空镀膜，最终尺寸不断扩大。大面积钙钛矿和溶液法制备将成为未来的技术发展趋势，可以大幅降低成本。此外，钙钛矿的封装方式更接近于平板显示。当前平板显示行业有三种封装方法，分别为Frit、TFE及Getter&Dispenser封装法。其中，Getter&Dispenser封装法可以应用于钙钛矿封装。

德沪涂膜提出大面积涂布全套解决方案。当前大面积钙钛矿制备的痛点在于难以控制钙钛矿薄膜结晶的一致性。德沪涂膜推出高性能涂膜设备，已经达到70%的市场占有率，质量处于世界领先水平，性价比高于日韩企业，当前已为协鑫光电全球第一条100MW钙钛矿产线提供大尺寸核心狭缝涂膜装备。同时，德沪涂膜提供干燥-结晶部件及设备，包括风刀、红外、VCD和激光。2023年，德沪将完成核心设备的开发和推出关键工艺段的设备解决方案，推出20MW中试线平台和100MW涂-干-结晶工艺平台。

图23：钙钛矿1.0企业

企业	融资轮	年设计产能/尺寸	状态	主要投资人
协鑫 (昆山)	B+	100sMW/0. 61. 2 (m) -12 (m)	技术爬坡	协鑫资本、凯辉能源、腾讯
纤纳 (杭州/衢州)	D		技术爬坡	三峡资本、招银国际、杭开基团
极电 (无锡)	Pre-A/A		调试中	长城汽车、碧桂园创投
宁德时代 (宁德)			调试中	宁德时代
仁烁光能 (苏州/常熟)	Pre-A/A		建设中	中财鼎晟、三行
万度 (武汉)		1*2 (m)		鄂州、宜昌等政府资金等

资料来源：德沪涂膜，招商证券

图24:Getter&Dispenser封装可用于钙钛矿

资料来源：德沪涂膜，招商证券

图25：德沪涂膜的高性能狭缝涂布设备

资料来源：德沪涂膜，招商证券

4、中科院院士（褚君浩）：碳中和背景下太阳能技术

单晶钙钛矿电池性能更优秀，但仍处于研究早期。钙钛矿材料可溶液加工、无需高温处理（<150℃）、带隙可调且具备很高的缺陷容忍性，钙钛矿太阳能电池已成为新一代光伏电池技术的方向之一。多晶钙钛矿电池有两大挑战，分别为大面积制备时晶粒均匀性难以保证和稳定性大幅下降。单晶钙钛矿性能更加优异，其氧化仅存在表面，稳定性高，可在潮湿环境下长期保存，且生长过程中允许任意尺度的放大，不会降低生长质量，因此不存在放大性和稳定性问题。单晶钙钛矿器件的研究仍处于早期阶段，发表的论文较少（截至2021年19篇）。从目前研究结果来看，单晶的效率提升非常显著，符合理论预测中单晶更高的器件效率。但当前单晶钙钛矿电池效率为22.8%，仍远低于多晶钙钛矿（25.7%），且单晶薄膜制备仍较为困难，需要后期进一步的研究和完善。

多样化应用场景助力行业快速发展。根据我国双碳目标，即“2030实现碳达峰，2060实现碳中和”，我国能源结构将加快向清洁低碳转型，清洁能源装机规模增长提速，预计2023年我国风电、光伏装机总容量将达到12亿千瓦以上。光伏行业有望与制氢、5G通信新能源汽车和建筑等行业结合，在多个领域应用。

图26：单晶钙钛矿允许任意尺度放大

资料来源：中国科学院上海技术物理研究所，招商证券

图27：单晶钙钛矿在潮湿环境下保持长期稳定性

资料来源：中国科学院上海技术物理研究所，招商证券

图28：光伏+产业前瞻

资料来源：中国科学院上海技术物理研究所，招商证券

5、方昇光电（祝晓钊）：钙钛矿电池核心设备一一真空蒸镀机的国产化制造

溶液法存在一定痛点。溶液法制备工艺存在不足，如钙钛矿结晶速度快，薄膜均一性受限；极薄界面钝化层难加工;膜层间溶剂破坏作用大；溶剂有毒；温湿度等无意偏差大。在钙钛矿组件制备中，溶液法加工遇到三大挑战。首先，钙钛矿光活性层成膜过程中影响因素多，再现性差，缺陷较多。其次，界面钝化层膜层较薄，溶液法大面积制备难以控制厚度。最后，电荷传输层采用真空蒸镀的方法制备，干湿混合制程切换繁琐。

真空蒸镀技术优势明显。真空蒸镀衬底选择性高，无溶剂再现性好，成膜均匀，无化学吸附，无需高真空成本适中。当前，真空蒸镀技术在钙钛矿制备中有丰富的应用场景。在反式最高效率器件中，界面钝化层、电子传输层、空穴阻挡层、金属电极均使用真空蒸镀技术制备；在蒸镀型钙钛矿器件之中，钙钛矿层和金属电极使用真空蒸镀的方法制备。在硅-钙钛矿叠层器件中，界面钝化层、电子传输层和金属电极采用真空蒸镀的方法制备。全钙钛矿叠层器件中，电子传输层、隧穿层、空穴阻挡层和金属电极采用真空蒸镀方法制备。在大面积组件应用之中，金属栅格、钙钛矿层、阻挡层、背电极均采用真空蒸镀进行制备。

方昇提出解决方案助力蒸镀技术在钙钛矿领域大规模应用。蒸镀技术的蒸发速率较低，方昇采用多元共蒸和降低TS距离来提高蒸发效率;针对材料利用率低的问题,方昇通过衬板优化设计回收材料,将材料的利用率提升至80%以上;针对PbI防腐蚀难的问题，方昇通过线源防腐蚀设计、内衬防腐蚀设计和真空泵选型来进行解决；针对设备成本高的问题，方昇自主研发膜厚仪和线源，降低设备成本。此外，方昇自主研发设计线性蒸发源，线源宽度缩小一半，在节约成本、缩短到达真空条件的同时，容易实现多源精准共蒸，提高膜厚的精准控制。方昇还采取全新的回转型蒸镀结构，使蒸镀模板的空载回传距离大大缩短。方昇的防腐蚀技术能使蒸镀机实现腐蚀性材料的蒸镀。

图29：真空蒸镀在大面积钙钛矿器件中应用

资料来源：方昇光电，招商证券

图30：方昇钙钛矿电池蒸镀设备

资料来源：方昇光电，招商证券

6、捷佳伟创（陈麒麟)：钙钛矿与叠层电池关键设备展望

RPD设备在钙钛矿电池应用中优势显著。当前主流PERC技术的转换效率达到瓶颈，TOPcon技术快速发展。此外。HJT、IBC等技术也在逐步发展中。钙钛矿/晶硅叠层电池及全钙钛矿叠层电池由于极限转换效率高，有望成为未来主流技术路线，当前实验室钙钛矿/晶硅叠层电池效率已达到32.5%（HZB），全钙钛矿叠层电池的效率已达到29%（南京大学）。在钙钛矿叠层电池的制备过程中，RPD设备优势显著。首先，RPD的粒子轰击能量较低（<30eV），对钙钛矿层的轰击损伤较小。RPD制备的薄膜质量更高，电导率较高，光透过率较高。此外，RPD所用的国产靶材价格较低，IWO已从1500元/颗降至500元/颗以下，靶材本土供应商较多。捷佳伟创拥有全工序高精密真空镀膜装备，创新设备整合-MARS，PARS，且掌握电池技术的叠加与整合，未来有望在钙钛矿镀膜设备领域快速增长。

图31：RPD工作原理示意图

资料来源：捷佳伟创，招商证券

图32:捷佳伟创 RPD装备

资料来源：捷佳伟创，招商证券

7、光晶能源（黄福志)：钙钛矿大面积制备技术及挑战

钙钛矿制备方法多元，产业化进度不断推进。钙钛矿可以使用蒸镀和溶液法来进行制备。钙钛矿产业化进度分为三个阶段。1）2009-2021年为研发阶段：新型有机无机杂化钙钛矿电池研发；实验室最高效率与晶硅电池相当；稳定性不断提高；材料逐步成型。2）2018-2025年为成果转化中试阶段：钙钛矿电池放大技术与组件连接技术开发；产业化装备设计开发；组件寿命提升；中试产品线试制。3）2025年以后为产业化应用阶段：大组件批量生产流程的标准化设计；量产线产品产能及良品率爬坡；原材料及设备国产化；降本增效抢占市场。目前，钙钛矿的产业发展主要在中国，钙钛矿企业当前处于产品放大阶段，小试走向中试（100MW），目前还没完全跑通中试通道。

大面积钙钛矿薄膜制备存在难点。钙钛矿薄膜厚度较薄，须致密无孔洞，否则会出现漏电，且晶粒尺寸要大。大面积钙钛矿薄膜的制备的关键在于瞬间提高湿膜中的过饱和度，可以使用反溶剂法、吹气法、抽真空法及骤冷法等不同工艺控制钙钛矿结晶。当前，大面积钙钛矿薄膜的制备方法可以分为一步法和两步法。1）一步法：主要通过后段钙钛矿控晶技术实现大面积钙钛矿薄膜的制备，主要通过吹气、抽气、揭膜、浸泡、加热等工艺实现后段控晶。2）二步法：首先制备大面积碘化铅薄膜，而后再使用铵盐与碘化铅反应，制备大面积钙钛矿薄膜。在二步法中，可以引入添加剂（如TBP）造孔，控制碘化铅形貌，进而可调控钙钛矿薄膜界面；控制退火时间，调控钙钛矿薄膜制备；选用不同铅源，制备大面积钙钛矿薄膜。

图33：一步法制备大面积钙钛矿薄膜示意图

资料来源：光晶能源，招商证券

图34：二步法制备大面积钙钛矿薄膜示意图

资料来源：光晶能源，招商证券

8、牛津大学高等研究院（黄劲松）：用TOASiW12修饰铝电极的高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池

有效的界面改性和修饰可以实现将铝电极应用，并获得高效率稳定钙钛矿。TOASiW12作为阴极界面层在铝为电极的反式钙钛矿太阳能电池中实现了20.64%的转换效率。因为TOASiW12能阻挡铝原子进入钙钛矿层同时抑制水分子进入器件，器件稳定性得到了显著提升。未封装的器件暴露在空气（45%相对湿度）350小时后器件转换效率仍能稳定在初始效率的80%以上。

》TOASiW12可以用于钙钛矿器件的铝界面修饰;

》TOASiW12具有强疏水性，可以有效阻挡水的侵入;

》TOASiW12与铝之间存在强电子转移，能有效限制铝原子的扩散，并能在界面处形成AIOx层对水氧起到很好的屏蔽效应。

图 35：用TOASiW12修饰铝电极的钙钛矿电池和对照组在大气环境下的稳定性

资料来源：Weily，招商证券

9、大正微纳（虞旺)：柔性钙钛矿光伏产业化技术与应用场景

柔性钙钛矿产业化进程不断推进。柔性钙钛矿需要在有机薄膜上进行多层纳米级薄膜制备，并且工艺条件、材料选择均受到有机物基底限制，其制造难度较刚性（玻璃基底）钙钛矿更大。大正微纳是国内唯一柔性钙钛矿薄膜太阳能电池产业化企业，100MW级量产线投资已经确定，柔性钙钛矿产品已经小批量出货，600*1200mm大尺寸柔性组件效率提升，预计2022年底开始进行大组件送样，计划于2023年在国内完成数个样板工程。当前大正微纳在手可执行订单160MW，金额超过10亿元。

大正微纳掌握柔性钙钛矿量产技术。大正微纳采用矩阵式InkJet，可以利用微型喷头连续喷射小液滴形成膜面，进而精准控制液面。同时，大正微纳自研狭缝涂布设备，已实现自用，膜厚的均匀性小于±3%。

图36:矩阵式InkJet示意图

资料来源：大正微纳，招商证券

图37：大正微纳自研狭缝涂布设备

资料来源：大正微纳，招商证券

投资建议

第四届全球钙钛矿与叠层电池产业化论坛于1月8-10日于常熟召开，参会企业包括众多行业内知名钙钛矿及设备厂商。会议核心议题包括钙钛矿的理论优势、产业化进度、叠层电池以及工艺路线。总体看，钙钛矿有很强的理论优势，当前正在经历从0到1的发展阶段;大面积制备的工艺问题和工艺路线是目前产业化关注的焦点之一;除单结电池外，不同的叠层方案的产业化尝试广受关注。本报告主要汇总和简评此次论坛涉及的主要议题，关于钙钛矿的寿命问题系列解决方案、封装的工艺等后续再专题更新。

关注在投入与储备钙钛矿的公司：隆基绿能、晶科能源、晶澳科技、天合光能、东方日升、协鑫科技（港股）、西子洁能、杭萧钢构（建筑）；

TCO 玻璃：金晶科技（建材）；

POE封装材料：福斯特、海优新材、激智科技、赛伍技术等;

钙钛矿设备：捷佳伟创/迈为股份（机械联合）、奥来德/帝尔激光/德龙激光（电子）、京山轻机（机械）、奥联电子（汽车）、古螯科技（计算机）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	47.2	1.7	2.0	2.6	24	18	6	强烈推荐
晶科能源	15.7	0.1	0.3	0.5	56	31	6	强烈推荐
晶澳科技	66.0	1.3	2.2	3.7	30	18	6	强烈推荐
天合光能	71.0	0.9	1.7	3.2	42	22	6	强烈推荐
东方日升	34.0	0.0	1.2	1.8	28	19	3	未予评级
西子洁能	16.0	0.6	0.3	0.7	55	22	3	未予评级
杭萧钢构	5.6	0.2	0.3	0.3	23	19	3	增持
福斯特	73.9	2.3	2.0	2.7	36	28	7	强烈推荐
海优新材	224.3	3.0	1.9	10.0	121	22	8	强烈推荐
激智科技	25.7	0.5	0.2	0.9	121	30	4	未予评级
赛伍技术	34.0	0.4	0.7	1.3	46	27	5	未予评级
金晶科技	11.2	0.9	0.5	0.7	23	16	3	未予评级
捷佳伟创	119.0	2.1	3.0	4.0	39	30	6	强烈推荐
迈为股份	445.5	5.9	5.3	8.8	84	51	12	未予评级
奥来德	57.1	1.9	1.8	2.6	33	22	3	未予评级
京山轻机	20.3	0.2	0.5	0.7	44	30	4	未予评级
帝尔激光	132.3	3.6	3.0	4.3	45	31	9	未予评级
德龙激光	59.6	1.1	0.8	1.3	75	48	5	未予评级
奥联电子	28.8	0.2	0.1	0.2	209	177	7	未予评级
古鳌科技	15.9	0.1	-	-	-	1	5	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

目前稳定性解决方案较明确，大面积制备问题仍是产业化的关注焦点，若后续无法有效突破,可能限制钙产业化进程。

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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电力设备及新能源行业光伏系列报告（70）：钙钛矿与叠层电池产业化论坛点评-20230130-招商证券-26页