鈣鈦礦下一代光伏新勢(shì)力漸成崛起之勢(shì)

1、鈣鈦礦：最具潛力光電材料之一，性能優(yōu)異應(yīng)用廣泛鈣鈦礦是一種分子通式為 ABX3 的晶體材料，呈八面體形狀，結(jié)構(gòu)特性?xún)?yōu)異。鈣鈦礦晶體的制備工藝簡(jiǎn)單，光電轉(zhuǎn)換效率高，在光伏、LED 等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。結(jié)構(gòu)特性?xún)?yōu)異的光電材料，光伏、LED 等領(lǐng)域潛力大鈣鈦礦是一種具有很強(qiáng)光-電轉(zhuǎn)換效率的材料結(jié)構(gòu)，應(yīng)用廣泛關(guān)注度高。鈣鈦礦（分子通式為 ABX3 的一類(lèi)晶體材料），最早是 1839 年德國(guó)科學(xué)家 GustavRose 發(fā)現(xiàn)了元素組成為 CaTiO3 礦物，后來(lái)人們將具有這種晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為鈣鈦礦。在鈣鈦礦八面體結(jié)構(gòu)中，A 是較大的陽(yáng)離子，B 是較小的陽(yáng)離子，X 是陰離子，每個(gè) A 離子被 B 和 X

2、離子一起構(gòu)成的八面體所包圍。鈣鈦礦材料由于其光吸收系數(shù)高、載流子遷移率大、合成方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是下一代最具前景的光電材料之一。圖 1：鈣鈦礦材料八面體結(jié)構(gòu)示意圖Nature Photonics，浙商證券研究所光伏領(lǐng)域是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，具有非常好的光伏性能，是光伏近年來(lái)的熱門(mén)研究方向。在鈣鈦礦的 ABX3 結(jié)構(gòu)中，A 是陽(yáng)離子，如有機(jī)陽(yáng)離子甲胺 CH3NH3+(MA+)、甲脒 NH2CH=NH2+（FA+）、金屬陽(yáng)離子銫 Cs+、銣 Rb+等；B 一般是二價(jià)金屬陽(yáng)離子，如鉛離子 Pb2+、錫離子 Sn2+；X 一般是鹵素陰離子，常為氯離子 Cl-、溴

3、離子 Br-、碘離子 I-等。圖 2：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及發(fā)電原理圖 3： 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光伏性能優(yōu)異科普中國(guó)，Nature Photonics，LED 領(lǐng)域是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域，是下一代照明或顯示器 LED 的重要發(fā)展路徑。以鹵素鈣鈦礦材料作為有源區(qū)的鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLEDs）近年來(lái)發(fā)展迅速。在典型的 PeLEDs“三明治”結(jié)構(gòu)中，鈣鈦礦層位于 n 型電子傳輸層（ETL）與p 型空穴傳輸層（HTL）之間。首支室溫 PeLEDs 于 2014 年問(wèn)世，憑借發(fā)光光譜窄、色域廣、制備成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)被作為下一代顯示和照明潛在應(yīng)用技術(shù)之一，但由于高品質(zhì)鈣鈦礦

4、薄膜重復(fù)制備難度大、光輸出耦合效率低、鉛污染等問(wèn)題仍待解決，目前距離商業(yè)化應(yīng)用尚有一定的距離。圖 4：鈣鈦礦發(fā)光二極管具有“三明治”結(jié)構(gòu)圖 5：鈣鈦礦發(fā)光二極管色域廣闊光電技術(shù)應(yīng)用，資料來(lái)源：浙商證券研究所除了光伏、LED 領(lǐng)域之外，鈣鈦礦還在金屬-空氣電池、固體氧化物燃料電池、催化劑、磁制冷材料、自旋電子學(xué)器件、氧分離膜、氣敏材料、多功能導(dǎo)電陶瓷材料等方面具有廣泛的應(yīng)用，是極具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d材料。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是第三代高效薄膜電池的代表當(dāng)前太陽(yáng)能電池發(fā)展包括三代：第一代：以單晶硅、多晶硅為代表的硅晶太陽(yáng)能電池，目前該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟且應(yīng)用最為廣泛，但存在單晶硅太陽(yáng)能電池對(duì)原料要求過(guò)高，以及

5、多晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝過(guò)于復(fù)雜等問(wèn)題。第二代：薄膜太陽(yáng)能電池，以 CdTe、GaAs 及 CIGS 為代表的的太陽(yáng)能電池成為研究熱點(diǎn)，該技術(shù)與晶硅電池相比，所需材料較少且容易大面積生產(chǎn)，成本方面優(yōu)勢(shì)較明顯。第三代：基于高效、綠色環(huán)保和先進(jìn)納米技術(shù)的新型薄膜太陽(yáng)能電池，如染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSCs）、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）和量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池（QDSCs）等。圖 6：鈣鈦礦電池是第三代高效薄膜類(lèi)太陽(yáng)能電池的代表資料來(lái)源：浙商證券研究所鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）是利用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料作為吸光材料的太陽(yáng)能電池，屬于第三代太陽(yáng)能電池。PSCs 按照結(jié)構(gòu)可分為介孔型和平面型。在介孔結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦

6、電池中，鈣鈦礦材料作為光敏化劑覆蓋在多孔 TiO2 上，采用正置異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)；在平面結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦電池中，鈣鈦礦既是光吸收層，又是電子和空穴傳輸層，較介孔型結(jié)構(gòu)不需要多孔金屬氧化物股價(jià)，從而簡(jiǎn)化制備工藝。平面型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池分為正置和倒置。圖 7：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池分為介孔型和平面型網(wǎng)易新聞，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池各層作用：玻璃：太陽(yáng)光透過(guò)玻璃照射進(jìn)來(lái)；透明前電極（TCO）：FTO 或 ITO 導(dǎo)電層，鍍?cè)诓Ａ献鳛殡姵氐墓怅?yáng)極；電子傳輸層（ETL）：通常為 TiO2 或 SnO2，覆蓋在 TCO 表面，起到了將電子從鈣鈦礦傳輸?shù)焦怅?yáng)極以及阻止空穴從鈣鈦礦傳輸?shù)焦怅?yáng)極的作用；介孔層：存在于介孔結(jié)構(gòu)中，是

7、鈣鈦礦的支架；鈣鈦礦層：是光吸收層，吸收光并產(chǎn)生電子空穴對(duì)；空穴傳輸層（HTL）：將空穴從鈣鈦礦傳輸?shù)浇饘賹?duì)電極中，并同時(shí)阻止電子傳輸?shù)浇饘賹?duì)電極中；金屬對(duì)電極：作為電池的光陰極。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的工作原理：在光照條件下，鈣鈦礦化合物能夠吸收光子，在吸收光子后其價(jià)帶電子會(huì)躍遷至導(dǎo)帶，導(dǎo)帶電子隨后被注入到 TiO2 的導(dǎo)帶，然后被傳輸?shù)紽TO，與此同時(shí)空穴傳輸至有機(jī)空穴傳輸層（HTL），從而電子-空穴對(duì)分離，在接通外電路時(shí)，電子與空穴的移動(dòng)產(chǎn)生電流。有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池禁帶寬度約為 1.5eV，消光系數(shù)高，幾百納米厚的薄膜即可充分吸收 800nm 以下的太陽(yáng)光。圖 8：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

8、結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖圖 9：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 SEM 照片化工管理，化工管理，核心亮點(diǎn)：高效率、低成本優(yōu)勢(shì)，穩(wěn)定、環(huán)保、大面積制備問(wèn)題正突破鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）是第三代高效薄膜電池的代表，憑借良好的吸光性、電荷傳輸速率、巨大的開(kāi)發(fā)潛力，實(shí)現(xiàn)了高效率、高柔性、低成本，被譽(yù)為“光伏領(lǐng)域的新希望”。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池還可通過(guò)與 HJT 疊層進(jìn)一步提升光電轉(zhuǎn)換效率，是未來(lái)產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)發(fā)展方向。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中最主要的問(wèn)題在于解決穩(wěn)定性問(wèn)題、大面積制備問(wèn)題和環(huán)保性問(wèn)題。效率：理論極值高于晶硅，可制疊層電池、產(chǎn)業(yè)化意義重大PSCs 光電轉(zhuǎn)換效率提升速度明顯高于晶硅類(lèi)。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（P

9、SCs）用了 10年左右的時(shí)間將轉(zhuǎn)換效率從最初的 3.8%，提高至 25.7%（截至 2021 年 12 月 26 日），而這一進(jìn)程晶硅類(lèi)太陽(yáng)能電池花費(fèi)了四五十年。圖 10：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率提升快（數(shù)據(jù)截至 2021 年 12 月 26 日）NREL，單結(jié) PSCs 當(dāng)前最高轉(zhuǎn)換效率達(dá) 25.7%，理論轉(zhuǎn)化效率可達(dá) 31%。單結(jié) PSCs 指只有一個(gè) PN 結(jié)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，多結(jié) PSCs 指有多個(gè) PN 結(jié)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，多結(jié)的 PSCs 光譜吸收效果更好、效率更高，但成本也更高。理論上單結(jié) PSCs 最高光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 31%，多結(jié) PSCs 最高光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 47%，顯

10、著高于晶體硅太陽(yáng)能電池的 29.4%。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池世界記錄保持單位更新時(shí)間表 1：各類(lèi)型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池世界紀(jì)錄及保持單位（截至 2021 年 12 月 26 日）鈣鈦礦太陽(yáng)能電池最高認(rèn)證光電轉(zhuǎn)化效率 25.7%韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究所（UNIST）2021 年 12 月 23 日鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池最高認(rèn)證光電轉(zhuǎn)化效率 29.8%德國(guó)柏林亥姆霍茲研究中心（HZB）2021 年 11 月 22 日鈣鈦礦/硅異質(zhì)結(jié)疊層太陽(yáng)能電池最高認(rèn)證光電轉(zhuǎn)化效率29.2%歐洲薄膜太陽(yáng)能電池研究聯(lián)盟（Solliance）2021 年 11 月 2 日鈣鈦礦光伏組件最高認(rèn)證穩(wěn)態(tài)效率 21.4%/19.3

11、2cm中國(guó)纖納光電2021 年 10 月 27 日鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池最高光電轉(zhuǎn)化效率 24.7%/JET認(rèn)證 24.2% (1.05cm2)鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池最高光電轉(zhuǎn)化效率 25.6%（0.0491cm2）中國(guó)南京大學(xué)譚海仁團(tuán)隊(duì)2020 年 10 月 5 日中國(guó)南京大學(xué)譚海仁團(tuán)隊(duì)2020 年 10 月 5 日二維鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（n10）最高效率 21.07%(0.159cm2) 華中科技大學(xué)邵明&張新亮團(tuán)隊(duì)2021 年 10 月 14 日柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池最高效率 21.75%柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池最高效率 21.75%2021 年 10 月 3 日全球光伏，圖 11：

12、各類(lèi)太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)室及產(chǎn)業(yè)化光電轉(zhuǎn)化效率比較實(shí)驗(yàn)室最高光電轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)業(yè)化光電轉(zhuǎn)換效率30%25%20%15%10%5%0% 太陽(yáng)能雜志，鈣鈦礦帶隙寬度可調(diào)，可制備高效疊層電池。鈣鈦礦可制備 2 結(jié)、3 結(jié)及以上的疊層電池，其中 2 結(jié)疊層電池有鈣鈦礦-鈣鈦礦和鈣鈦礦-晶硅疊層電池兩種，轉(zhuǎn)換效率可提高到 40%左右，3 結(jié)及以上鈣鈦礦疊層電池的理論轉(zhuǎn)換效率更是能達(dá)到 50%左右。圖 12：太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程迭代歷史SPIC，浙商證券研究所HJT、TOPCon 是太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展到第三階段的代表，而鈣鈦礦-異質(zhì)結(jié)、鈣鈦礦-TOPCon 疊層電池是第四階段的支柱。雖然當(dāng)前市場(chǎng)的主流技術(shù)路徑仍是

13、 PERC，未來(lái) 2-3 年 PERC 可能仍為市場(chǎng)主流，但其產(chǎn)線擴(kuò)張已進(jìn)入尾聲。隨著異質(zhì)結(jié)（HJT）、TOPCon 設(shè)備的成熟，太陽(yáng)能電池將逐步進(jìn)入第三階段和第四階段。圖 13：HJT 電池結(jié)構(gòu)圖 14：TOPCon 電池結(jié)構(gòu)北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)，光伏測(cè)試網(wǎng)，鈣鈦礦與硅異質(zhì)結(jié)具有良好的疊層電池匹配度，可形成較單結(jié) PSCs 效率更高的疊層電池。根據(jù)禁帶寬度從小到大、光譜波段由長(zhǎng)到短，可依次將不同材料從底向頂羅列起來(lái)，形成疊層電池。硅異質(zhì)結(jié)電池具有 1.1eV 的窄帶隙，非常適合作為底電池，與之相匹配的頂電池帶隙在1.6-1.9eV 之間。鈣鈦礦通過(guò)調(diào)整元素成分，可以獲得一個(gè)從1.5-2.2eV

14、可調(diào)控的禁帶寬度，當(dāng)調(diào)節(jié)至合適帶隙，與硅異質(zhì)結(jié)底電池可形成高效率的兩端疊層電池。圖 15：鈣鈦礦-硅異質(zhì)結(jié)疊層電池結(jié)構(gòu)圖圖 16：硅-異質(zhì)結(jié)疊層產(chǎn)品示意圖南開(kāi)大學(xué)光電子薄膜器件與技術(shù)研究所，浙商證券研究所Almaden，鈣鈦礦-硅異質(zhì)結(jié)疊層電池具備高效率、低成本優(yōu)勢(shì)，理論極限效率有望達(dá) 43%以上。硅異質(zhì)結(jié)電池在單晶硅電池高轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)上，有效降低了成本，是目前硅電池研究領(lǐng)域的主流方向。鈣鈦礦-硅異質(zhì)結(jié)疊層電池能更加合理地利用全光譜范圍內(nèi)的光子，減少能量損失，是突破單結(jié)電池效率極限的重要方法，根據(jù) ACS Publications，鈣鈦礦-硅異質(zhì)結(jié)疊層太陽(yáng)能電池的極限效率在 44%-45%，

15、在單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 31%的基礎(chǔ)上有顯著提升。表 2：鈣鈦礦疊層電池組件效率上升 22%，每瓦成本卻值上升了 6%組件功率（W）組件成本（元）每瓦成本（元/W）更新時(shí)間晶硅單結(jié)11假設(shè)晶硅單結(jié)組件的成本極1限是 1 元/W晶硅-鈣鈦礦疊層1.221.3假設(shè)組件效率從 22%上升到1.0627%資料來(lái)源：協(xié)鑫光電，浙商證券研究所當(dāng)前鈣鈦礦-硅異質(zhì)結(jié)疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率世界記錄已達(dá) 29.2%。2021 年 11 月，荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織（TNO）、EnergyVille 和 Eindhoven 理工大學(xué)的研究人員通過(guò)結(jié)合 17.8%效率的透明雙面鈣鈦礦光伏電池和松下研制的效率為 11.4%的高

16、效背接觸硅異質(zhì)結(jié)電池，實(shí)現(xiàn)了 29.2%的轉(zhuǎn)換效率，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。圖 17：鈣鈦礦/硅異質(zhì)結(jié)疊層太陽(yáng)能電池效率記錄達(dá) 29.2%Solliance，TOPCon 與鈣鈦礦疊層是另一種鈣鈦礦/硅疊層電池路線。目前國(guó)際上基于隧穿氧化硅鈍化解除（TOPCon）底電池的鈣鈦礦/晶體硅疊層太陽(yáng)電池的最高效率是 28.2%，由中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所硅基太陽(yáng)能及寬禁帶半導(dǎo)體團(tuán)體與浙江省能源集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)，該器件采用了與產(chǎn)業(yè)化相兼容的黑硅納米絨面和 TOPCon 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。圖 18：鈣鈦礦/晶體硅疊層電池效率的進(jìn)展資料來(lái)源：中科院寧波材料所，注：藍(lán)色五角星代表中科院寧波材料所成本：組件成本有

17、望較晶硅大幅降低，原材料易得能耗較低PSCs 產(chǎn)業(yè)鏈顯著縮短，原材料到組件僅需 45 分鐘。晶硅電池在四個(gè)不同工廠內(nèi)分別加工硅料、硅片、電池、組件，此過(guò)程需要至少耗時(shí) 3 天。協(xié)鑫納米披露，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，可在 45 分鐘內(nèi)將玻璃、膠膜、靶材、化工原料在單一工廠內(nèi)加工成為組件，產(chǎn)業(yè)鏈顯著縮短，價(jià)值高度集中。圖 19：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈顯著縮短SOLOR MAGAZINE，PSCs 產(chǎn)能投資是晶硅的二分之一，1GW 僅為 5 億元。協(xié)鑫光電總經(jīng)理范斌指出，晶硅 1GW 的產(chǎn)能（硅料、硅片、電池、組件）投資在 11.6 億；而協(xié)鑫納米鈣鈦礦的第一條 100MW 設(shè)備產(chǎn)線投資在

18、1 億元，未來(lái)如規(guī)模量產(chǎn)后將進(jìn)一步降低。類(lèi)型1GW 產(chǎn)能投資額（億元）備注表 3：預(yù)計(jì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池單位產(chǎn)能投入是晶硅電池的 1/2 左右硅料3.451GW 對(duì)應(yīng) 3000 噸硅料硅片4-晶硅電池1.5PERC合計(jì)9.6-組件0.65-CIGS、CdTeTurn-key 線50參考中建材泰州項(xiàng)目鈣鈦礦全部5從化工原料到組件協(xié)鑫納米，索比光伏網(wǎng)，預(yù)測(cè)PSCs 原材料純度要求低且十分易得，用量亦低于晶硅類(lèi)。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的原材料均為基礎(chǔ)化工材料，不含稀有元素。晶硅類(lèi)太陽(yáng)能電池對(duì)硅料純度要求需達(dá) 99.9999%，而鈣鈦礦材料對(duì)雜質(zhì)不敏感，純度在 90%左右的鈣鈦礦材料即可制成轉(zhuǎn)換效率在 20%

19、以上的太陽(yáng)能電池，95%純度的鈣鈦礦即可滿足生產(chǎn)使用需求，原材料更加易得。晶硅類(lèi)太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)每年約需要 50 萬(wàn)噸硅料，而若全部替換為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，大約只需要 1000 噸鈣鈦礦原料，因此 PSCs 不存在原材料瓶頸。圖 20：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池單位原材料投入顯著低于晶硅類(lèi)資料來(lái)源：協(xié)鑫納米，浙商證券研究所PSCs 可低溫溶液制備，單瓦能耗僅為晶硅的 1/10。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池只需通過(guò)簡(jiǎn)單的旋涂、噴涂、刮涂等溶液工藝實(shí)現(xiàn)成膜，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程溫度不超過(guò) 150，較晶硅材料制備所需的最高工藝溫度 1700極大降低了生產(chǎn)能耗。制造 1 瓦單晶組件的能耗大約為1.52KWh，而每瓦鈣鈦礦組件的生產(chǎn)

20、能耗僅為 0.12KWh，單瓦能耗僅占晶硅的 1/10。圖 21：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池可低溫溶液制備圖 22：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組件單瓦能耗僅為晶硅的 1/101,8001,6001,4001,2001,0008006004002000最高工藝溫度（）1,700150晶硅鈣鈦礦1.00.20.0單瓦能耗（KWh）1.520.12晶硅鈣鈦礦協(xié)鑫納米，協(xié)鑫納米，PSCs 組件單 W 成本約 0.5 元，僅為晶硅極限成本的 50%。在鈣鈦礦單片組件成本結(jié)構(gòu)中，鈣鈦礦占比約 5%，玻璃、靶材等占 2/3，理論總成本約為 0.5-0.6 元，僅為晶硅極限成本的 50%。53

21、9321437圖 23：電池片成本占晶硅組件成本的 60%圖 24：鈣鈦礦成本僅占鈣鈦礦組件成本的 5%電池片EVA背板晶硅組件的制造成本結(jié)構(gòu)鈣鈦礦鈣鈦礦組件的制造成本結(jié)構(gòu)鋁邊框玻璃 焊帶 匯流條接線盒助焊劑+其他輔材+人工人工成本固定資產(chǎn)折舊能源動(dòng)力電極材料玻璃及其他封裝材料10 28785960全球光伏，協(xié)鑫納米，穩(wěn)定性、大面積制備、環(huán)保性待突破，是制約產(chǎn)業(yè)化的最重要因素穩(wěn)定性是制約鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化的重要因素。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為歷史上發(fā)展最快的光伏技術(shù)，在效率及成本端均較晶硅類(lèi)電池有優(yōu)勢(shì)，但主要缺點(diǎn)是壽命短（穩(wěn)定性低）。目前鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的 T80 壽命（效率下降到初始值的 80

22、%）約 4000 小時(shí)，距當(dāng)前主流光伏技術(shù)的 25 年壽命相差甚遠(yuǎn)。從原因來(lái)看，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池不穩(wěn)定的原因可以分為吸濕性、熱不穩(wěn)定性、離子遷移等內(nèi)在因素，和紫外線、光照等外在因素。圖 25：太陽(yáng)能電池金三角Journal of Semiconductors，浙商證券研究所由于鈣鈦礦材料的可設(shè)計(jì)性，研發(fā)人員提出了各種應(yīng)對(duì)方案解決穩(wěn)定性問(wèn)題。針對(duì)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，發(fā)展了全無(wú)機(jī)鈣鈦礦材料；針對(duì)水和高濕度不穩(wěn)定性，引進(jìn)了長(zhǎng)鏈有機(jī)分子，發(fā)展了二維鈣鈦礦材料等；常用的鋰鹽摻雜的 Spiro 空穴傳輸層的穩(wěn)定性比鈣鈦礦層還要低，因此提出了采用高穩(wěn)定的無(wú)機(jī)材料替代有機(jī)功能層材料的解決方案；為應(yīng)對(duì)擴(kuò)散和離

23、子遷移，提出了發(fā)展表面阻擋層、封裝、“零維”鈣鈦礦材料等方案。圖 26： 鈣鈦礦不穩(wěn)定的原因圖 27：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池穩(wěn)定性的進(jìn)展備注衰減情況連續(xù)工作時(shí)間 工作環(huán)境時(shí)長(zhǎng)（小時(shí)）2016 年 標(biāo)準(zhǔn)光源12000無(wú)衰減衰減低于巴掌大小的鈣鈦礦組件沒(méi)有任何晶硅能做2019 年70 18005%到85，2020 年2020 年85%RH晶硅IEC612152000無(wú)衰減-沒(méi)有任何晶硅能做9000無(wú)衰減到PCCP，協(xié)鑫納米，目前 PSCs 大面積模塊的效率仍遠(yuǎn)低于小面積，是制約產(chǎn)業(yè)化的另一難題。小面積電池與大面積模塊之間存在顯著的效率差距的原因主要有：（1）溶液處理法下大面積薄膜的覆蓋率、均勻性、平整度

24、控制難度更高；（2）尺寸增大時(shí)，鈣鈦礦層的缺陷也增加，對(duì)光誘導(dǎo)載流子的提取和傳輸產(chǎn)生負(fù)面影響；（3）透明電極的電阻隨面積增大而近似線性增加，使電池的串聯(lián)電阻增加，性能下降。高質(zhì)量均勻大面積薄膜的制備方法有待突破。溶液旋涂法是實(shí)驗(yàn)室制備 PSCs 的常用方法，雖然操作簡(jiǎn)單、成膜速度快、重復(fù)性好，但無(wú)法滿足鈣鈦礦太陽(yáng)能電池大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)所需要的大面積、低成本等制造要求。目前常用制備大面積鈣鈦礦生產(chǎn)工藝主要有刮涂法、狹縫涂布法、噴涂印刷、氣相輔助沉積技術(shù)卷對(duì)卷法等。目前大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率與旋涂法相比仍存在差距。圖 28：各種涂層技術(shù)制備的 PSCs 在隨面積增大效率均有所降低AD

25、VANCED SCIENCE NEWS，浙商證券研究所含鉛鈣鈦礦存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，也是產(chǎn)業(yè)化待解決的問(wèn)題。在典型的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦電池中含有鉛元素，而鉛元素一旦泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，因此鉛元素在國(guó)際許多國(guó)家和地區(qū)都被列為禁止使用的材料，與此同時(shí)，含鉛鈣鈦礦電池的回收也是重要的研究課題。研究者們?cè)谂ο驘o(wú)鉛化鈣鈦礦探索，但相應(yīng)會(huì)帶來(lái)電池轉(zhuǎn)換效率的降低。較晶硅行業(yè)用鉛量來(lái)說(shuō)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池用鉛量實(shí)際更低。雖然硅片不含鉛，但晶硅電池的焊帶是銅箔涂鉛的。每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的晶硅組件中大概有 18 克左右的鉛，而同樣尺寸的鈣鈦礦組件含鉛量不超過(guò) 2 克，僅為晶硅的 1/10。根據(jù) RoHS 標(biāo)

26、準(zhǔn)，晶硅組件中的鉛含量不能超過(guò) 0.1%，而鈣鈦礦組件中的鉛含量不足 0.01%，相對(duì)于晶硅電池更加環(huán)保。圖 29：晶硅太陽(yáng)能電池的焊帶中鉛含量較高資料來(lái)源：索比光伏網(wǎng)，協(xié)鑫光電，浙商證券研究所產(chǎn)業(yè)化：研發(fā)端國(guó)產(chǎn)領(lǐng)航突破不斷，產(chǎn)業(yè)端落地進(jìn)度加速鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備主要工藝為涂布及 PVD，生產(chǎn)流程比晶硅類(lèi)大幅簡(jiǎn)化，目前處于設(shè)備工藝驗(yàn)證階段。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，我國(guó)鈣鈦礦領(lǐng)域蓬勃發(fā)展全球領(lǐng)先。學(xué)術(shù)方面，我國(guó)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)齊發(fā)力，產(chǎn)研結(jié)合探索最具競(jìng)爭(zhēng)力和性?xún)r(jià)比的技術(shù)路線，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)占全球 68%；產(chǎn)業(yè)端，本土鈣鈦礦設(shè)備廠商訂單先行，部分已成功交付，本土鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠商效率不斷突破，融資

27、進(jìn)展順利，已紛紛布局中試線。學(xué)術(shù)端：學(xué)術(shù)研究中國(guó)領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)進(jìn)程動(dòng)力十足學(xué)術(shù)方面，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池專(zhuān)利申請(qǐng)量呈爆發(fā)增長(zhǎng)，68%來(lái)自中國(guó)。截至 2019 年12 月，中國(guó)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池專(zhuān)利申請(qǐng)總量高達(dá) 2282 個(gè)，屬于第一集團(tuán)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于專(zhuān)利申請(qǐng)總量在 200-300 件之間的日本、韓國(guó)和美國(guó)。圖 30：2009-2020 年 PSCs 專(zhuān)利申請(qǐng)量提升迅速圖 31：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的大部分專(zhuān)利申請(qǐng)都來(lái)自中國(guó)1,08307798657 680534304412 14 31 841,2001,0008006004002000專(zhuān)利家族數(shù)（個(gè)）2,5002282專(zhuān)利家族數(shù)/個(gè)336 296 23074

28、35 32 2211 10 102,0001,5001,00050002009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年資料來(lái)源：高技術(shù)通訊，浙商證券研究所資料來(lái)源：高技術(shù)通訊，浙商證券研究所中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)熱情高漲的主要原因在于政策引導(dǎo)和地方扶持。近年來(lái)，我國(guó)與太陽(yáng)能技術(shù)有關(guān)的研發(fā)部書(shū)包括 863 計(jì)劃、973 計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目，很大程度上引導(dǎo)和激發(fā)了科研機(jī)構(gòu)的研究熱情。根據(jù)高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定管理辦法，企業(yè)申請(qǐng)成為高新技術(shù)企業(yè)必須要滿足知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)量和質(zhì)量的相關(guān)規(guī)定，各地方積極出臺(tái)促科技發(fā)展辦法鼓勵(lì)專(zhuān)利申

29、請(qǐng)，一系列資助催生了大批新興光伏企業(yè)。產(chǎn)業(yè)化端：各大廠家已在鈣鈦礦設(shè)備、電池、材料、檢測(cè)端紛紛布局PSCs 制備過(guò)程較晶硅類(lèi)電池更簡(jiǎn)單，當(dāng)前處于設(shè)備工藝驗(yàn)證階段。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的組件生產(chǎn)流程：沉積透明導(dǎo)電層（TCO）、沉積電子傳輸層（ETL）、沉積鈣鈦礦層、沉積空穴傳輸層（HTL）、背電池制備、組件封裝，較晶硅類(lèi)太陽(yáng)能電池制備大幅簡(jiǎn)化。圖 32：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備過(guò)程較晶硅類(lèi)大幅簡(jiǎn)化各公司公告、新聞，整理PSCs 生產(chǎn)過(guò)程與晶硅唯一相同的環(huán)節(jié)是封裝。鈣鈦礦組件的生產(chǎn)過(guò)程中，除了鈣鈦礦層之外，所有緩沖層和電極都可由 PVD 工藝制作完成，與 HJT 有一定的相似性，但與面板行業(yè)相似性更明顯。

30、涂布是 PSCs 獨(dú)有環(huán)節(jié)，主要用于鈣鈦礦層的印刷。圖 33：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的主要設(shè)備為鈣鈦礦印刷設(shè)備及真空鍍膜設(shè)備公開(kāi)資料，整理產(chǎn)業(yè)方面，鈣鈦礦設(shè)備訂單先行，廠商交付順利。PSCs 主要設(shè)備廠商邁為股份、晟成光伏、捷佳偉創(chuàng)、杰普特、德滬涂膜均已收獲設(shè)備訂單，部分廠商已經(jīng)順利交付量產(chǎn)。生產(chǎn)領(lǐng)域重要玩家融資過(guò)億，中試線逐步建設(shè)。PSCs 生產(chǎn)主要廠商協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能均已完成超億元融資，協(xié)鑫光電已投建全球首條 100MW 大面積組件中試線，極電光能也已開(kāi)始建設(shè) 150MW 試驗(yàn)線，纖納光電七次刷新小組件世界紀(jì)錄，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展欣欣向榮。表 4：鈣鈦礦領(lǐng)域主要玩家及進(jìn)展類(lèi)型股票代碼公司

31、名稱(chēng)鈣鈦礦領(lǐng)域進(jìn)展PSCs 設(shè)備300751.SZ邁為股份為客戶定制的單結(jié)鈣鈦礦電池激光設(shè)備已交付，未來(lái)會(huì)布局真空設(shè)備。000821.SZ京山輕機(jī)京山輕機(jī)子公司晟成光伏和協(xié)鑫光電進(jìn)行的聯(lián)合技術(shù)開(kāi)發(fā)，合作建設(shè)第一個(gè) 100MW 鈣鈦礦電池及組件生產(chǎn)線，晟成光伏進(jìn)行設(shè)備制造。002218.SZ拓日新能鈣鈦礦研發(fā)項(xiàng)目處于原有設(shè)備改造、使用壽命以及封裝等技術(shù)試驗(yàn)階段。公司優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)設(shè)備自研、自我更新改造，在產(chǎn)品量產(chǎn)化階段時(shí)設(shè)備的折舊攤銷(xiāo)低，成本有一定優(yōu)勢(shì)。688599.SH天合光能參與國(guó)家重點(diǎn)研究技術(shù)，聚焦高效 N 型 TOPCon/鈣鈦礦疊層電池，完成鈣鈦礦調(diào)研報(bào)告、完成穩(wěn)定性測(cè)試系統(tǒng)搭建。300

32、724.SZ捷佳偉創(chuàng)近期中標(biāo)了首個(gè)鈣鈦礦中試設(shè)備采購(gòu)訂單。688025.SH杰普特首套柔性鈣鈦礦膜切設(shè)備已成功交付。未上市德滬涂膜開(kāi)發(fā)的全球首套用于大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能面板制造核心涂膜設(shè)備系統(tǒng)驗(yàn)收成功，是我國(guó)首個(gè)超越日、德、韓國(guó)廠商可提供高品質(zhì)量產(chǎn)電子級(jí)精密狹縫涂布設(shè)備的本土公司。未上市弗斯邁開(kāi)發(fā)的鈣鈦礦組件自動(dòng)化產(chǎn)線已與鈣鈦礦電池組件龍頭工廠達(dá)成合作。PSCs 原材料002623.SZ亞瑪頓纖納光電與亞瑪頓簽署合作協(xié)議，未來(lái)雙方將在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池玻璃定制、BIPV 組件、TCO 玻璃等多個(gè)方面展開(kāi)多維度合作。未上市AGC 大連有 44 年的 TCO 導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能

33、電站項(xiàng)目與BIPV 項(xiàng)目。PSCs 檢測(cè)未上市光焱科技從事鈣鈦礦太陽(yáng)能電池測(cè)試的臺(tái)灣企業(yè)。PSCs電池002506.SZ協(xié)鑫集成公司與行業(yè)內(nèi)具有先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)共同設(shè)立異質(zhì)結(jié)-鈣鈦礦疊層電池研發(fā)中心，全面布局高效光伏電池-鈣鈦礦疊層電池及工藝設(shè)備技術(shù)研發(fā)、BIPV、特種組件研發(fā)。300750.SZ寧德時(shí)代公司在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料領(lǐng)域有專(zhuān)利布局，并積極關(guān)注鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料領(lǐng)域下游行業(yè)發(fā)展情況002202.SZ金風(fēng)科技2019 年 3 月 15 日，金風(fēng)科技與牛津光伏有限公司（Oxford PVTM）聯(lián)合宣布，金風(fēng)科技以戰(zhàn)略投資者身份領(lǐng)投牛津光伏D 輪融資，投資金額 2100 萬(wàn)英鎊。60

34、1012.SH隆基股份在鈣鈦礦、疊層等新型電池等技術(shù)方面儲(chǔ)備了大量研發(fā)成果。600438.SH通威股份產(chǎn)學(xué)研合作，加強(qiáng)對(duì)鈣鈦礦、疊層電池/組件的跟進(jìn)、研究和開(kāi)發(fā)。002459.SZ晶澳科技對(duì)N 型電池、鈣鈦礦等電池技術(shù)加大研發(fā)投入力度，技術(shù)儲(chǔ)備不斷完善。300118.SZ東方日升正在進(jìn)行異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦疊層電池開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。A21219.SH晶科能源已建立大面積鈣鈦礦電池及組件的研發(fā)線，與國(guó)內(nèi)外知名高校建立了產(chǎn)學(xué)研合作。300393.SZ中來(lái)股份公司有涉足鈣鈦礦晶硅疊層電池技術(shù)的研究，目前正在研發(fā)中。300125.SZ聆達(dá)股份建設(shè) 10GW 高效光伏電池產(chǎn)能，項(xiàng)目第三期擬建設(shè) HJT 異質(zhì)結(jié)疊加鈣鈦礦

35、電池產(chǎn)線。未上市三峽集團(tuán)2019 年 4 月 26 日，長(zhǎng)江三峽集團(tuán)旗下三峽資本聯(lián)合中國(guó)三峽新能源與纖納光電宣布，三峽資本以戰(zhàn)略投資者身份注資纖納光電，投資金額 5000 萬(wàn)人民幣。未上市纖納光電在先進(jìn)光伏材料研究、鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率方面 7 次刷新世界紀(jì)錄，并獲得全球首個(gè)鈣鈦礦穩(wěn)定性認(rèn)證及穩(wěn)定性多倍加嚴(yán)認(rèn)證。未上市協(xié)鑫光電協(xié)鑫光電投建了全球首條 100MW 大面積鈣鈦礦光伏組件中試線，目標(biāo)尺寸達(dá) 1*2 米，組件效率達(dá)到 18以上，成本低于晶硅 70，壽命超過(guò) 25 年。未上市極電光能計(jì)劃于 2021 年第三季度開(kāi)始建設(shè) 150MW 試制線，預(yù)計(jì)在 2022 年中期平米級(jí)尺寸的鈣鈦礦光伏組件

36、產(chǎn)品將正式面世。未上市眾能光電公司的 64cm2 和 3000cm2 的組件效率分別達(dá)到 20和 17，處在國(guó)際先進(jìn)水平，公司在建鈣鈦礦太陽(yáng)能光伏組件生產(chǎn)線產(chǎn)能可達(dá) 200MW/年。未上市萬(wàn)度光能投資 60 億元建設(shè)萬(wàn)度光能可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)基地項(xiàng)目。項(xiàng)目第一期建設(shè)一條 200MW 級(jí)可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池大試線，成功后擬擴(kuò)充至 10GW 產(chǎn)能。未上市致晶科技開(kāi)發(fā)出可用于晶硅太陽(yáng)能電池的光轉(zhuǎn)換復(fù)合鈣鈦礦薄膜，實(shí)現(xiàn)電池效率提升，防紫外老化等效果，可用于太陽(yáng)能電站、光伏建筑一體化等多個(gè)場(chǎng)景。未上市黎元新能源基于日本國(guó)立物質(zhì)材料研究所(NIMS)及上海交通大學(xué)(SJTU)的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)

37、太陽(yáng)能電池 技術(shù)，將鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的超薄膜電池以最領(lǐng)先的技術(shù)，最好的工藝和最高效地實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)為目標(biāo)。未上市曜能科技已完成數(shù)千萬(wàn)元A 輪融資。各公司公告、新聞，市場(chǎng)空間：預(yù)計(jì) 2030 年設(shè)備市場(chǎng)空間超 800 億，BIPV 帶來(lái)千億應(yīng)用空間設(shè)備空間：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池憑借高效率、低成本和日益提升的穩(wěn)定性，將逐步提高在全球光伏市場(chǎng)的滲透率，我們測(cè)算，2030 年鈣鈦礦太陽(yáng)能電池設(shè)備市場(chǎng)空間約 805億元。電池空間：鈣鈦礦具備質(zhì)量輕、厚度小、柔性大、半透明等特性，是未來(lái)汽車(chē)用太陽(yáng)貼膜和 BIPV 的明星材料，我們預(yù)計(jì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)移動(dòng)發(fā)電電源到 2030 年的全球市場(chǎng)空間約 299 億元，

38、而應(yīng)用于 BIPV 所帶來(lái)的市場(chǎng)增量將達(dá)千億級(jí)別。設(shè)備空間：預(yù)計(jì) 2030 年鈣鈦礦設(shè)備空間有望達(dá) 805 億元我們對(duì) 2020-2030 年鈣鈦礦太陽(yáng)能電池市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算，假設(shè)：全球電池片產(chǎn)量從 163GW 增長(zhǎng)至 886GW，CAGR=18%，產(chǎn)能利用率為 75%，產(chǎn)能從 249GW 增長(zhǎng)至 1181GW；未來(lái) 10 年鈣鈦礦太陽(yáng)能電池滲透率從 0 增長(zhǎng)至 30%；2022-2030 年，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池單 GW 設(shè)備投資額從 15 億，下降至 5 億。測(cè)算可得，至 2030 年，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池設(shè)備市場(chǎng)空間約 805 億元。表 5：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池設(shè)備市場(chǎng)空間測(cè)算項(xiàng)目201920202

39、021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E核心假設(shè)全球電池片產(chǎn)量（GW）140163198284340408490564648732805886yoy231721302520201515131010產(chǎn)能利用率666666757575757575757575全球電池片產(chǎn)能（GW）21124930237845454465375186497610741181鈣鈦礦太陽(yáng)能電池滲透率000136111830單 GW 設(shè)備投資額（億元）-15.013.011.09.08.07.06.05.05.0測(cè)算結(jié)果鈣鈦礦太陽(yáng)能電池新增產(chǎn)能（G

40、W）0000.40.52416295686161鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)能合計(jì)（GW）00072352107193354設(shè)備市場(chǎng)空間（億元）-672034128205333430805yoy-221897227460632988CPIA，浙商證券研究所電池空間：輕、薄、柔、透特性?xún)?yōu)異，BIPV 領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模超千億質(zhì)量輕、厚度低、可彎曲、半透明等特性豐富了 PSCs 應(yīng)用場(chǎng)景。晶硅太陽(yáng)能電池中的硅片厚度通常為 160-180 微米，而鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中鈣鈦礦層的厚度僅為 0.3 微米。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池采用低溫溶液法制備即可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的光電性能，十分適合制備成柔性電池，以便與航空、軍事、

41、建筑、可穿戴式發(fā)電器件集成在一起，極大拓寬了應(yīng)用場(chǎng)景。目前柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá) 21.7%。圖 34：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具備高柔性的優(yōu)勢(shì)大連理工大學(xué)，BIPV 領(lǐng)域或是 PSCs 首當(dāng)其沖覆蓋應(yīng)用市場(chǎng)，總市場(chǎng)規(guī)模超千億。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2020 年我國(guó)城市建筑用地總面積約 583 億平方米。假設(shè)：我國(guó)城市建筑用地總面積：以每年2%增速增長(zhǎng)（參考2018-2020 年增長(zhǎng)率為2%）?？砂惭b面積：以屋頂光伏可利用率 30%、立面光伏可利用率 10%。工商業(yè)占比總面積 30%。每年翻新比例 5%、竣工比例 10%。（參考?xì)v史假設(shè)）每平方可安裝瓦數(shù) 200W，每瓦單價(jià) 5.5

42、元、并以每年 10%幅度降低。（目前較傳統(tǒng)組件為溢價(jià)銷(xiāo)售）測(cè)算 BIPV 潛在裝機(jī)市場(chǎng)達(dá) 203GW，對(duì)應(yīng)潛在市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 1210 億。表 6：測(cè)算 2025 年 BIPV 潛在裝機(jī)市場(chǎng)達(dá) 203GW，對(duì)應(yīng)潛在市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 1210 億2020E2021E2022E2023E2024E2025E全國(guó)城市建筑用地面積（平方公里）583555953060727619496319664467容積率222222全國(guó)城市建筑屋頂面積（平方公里）291782976530364309753159832234全國(guó)城市建筑屋頂光伏可利用率303030303030全國(guó)城市建筑立面面積（平方公里）1167111190

43、59121455123899126392128935全國(guó)城市建筑立面光伏可利用率101010101010假設(shè)：每年翻新比例555555假設(shè)：每年竣工比例101010101010工商業(yè)占比303030303030每年全國(guó)城市工商業(yè)建筑翻新的 BIPV 面積（億平方米）每年全國(guó)城市工商業(yè)建筑竣工的 BIPV 面積（億平方米）每年全國(guó)工商業(yè) BIPV 可應(yīng)用總面積（億平方米）9910101010假設(shè)：每平米瓦數(shù)（W）200200200200200200潛在裝機(jī)規(guī)模（GW）184188191195199203假設(shè)：BIPV 滲透率

44、3714BIPV 裝機(jī)（GW）5.913.928.4每瓦單價(jià)（元）每年全國(guó)工商業(yè) BIPV 市場(chǎng)規(guī)模（億元）4059952766241210CAGR97Wind，浙商證券研究所測(cè)算PSCs 可用于電動(dòng)汽車(chē)作為移動(dòng)發(fā)電電源，2030 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 299 億元。我們測(cè)算，2030 年中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)總需求約 2450.5 萬(wàn)輛，假設(shè)每輛車(chē)貼膜面積為 3 平方米，市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá) 147 億元人民幣；2030 年全球電動(dòng)汽車(chē)總需求約 4978.2 萬(wàn)輛，市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 299 億元人民幣。圖 35：2025 年中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)總需求預(yù)計(jì)達(dá) 2

45、450.5 萬(wàn)輛圖 36：2025 年全球電動(dòng)汽車(chē)總需求預(yù)計(jì)達(dá) 4978.2 萬(wàn)輛3,0002,5002,0001,5001,0005000400%中國(guó)yoy350%300%250%200%150%100%50%0%2012201320142015201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E2030E-50%5,5004,5003,5002,5001,500500(500)120%全球yoy100%80%60%40%20%2012201320142015201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E203

46、0E0%資料來(lái)源：中汽協(xié)，浙商證券研究所預(yù)測(cè)資料來(lái)源：中汽協(xié)，浙商證券研究所預(yù)測(cè)鈣鈦礦電池設(shè)備逐步驗(yàn)收出貨，2022 年總產(chǎn)能或超 1.5GWPSCs 設(shè)備：主要設(shè)備進(jìn)入驗(yàn)收出貨階段，國(guó)產(chǎn)廠商創(chuàng)造多項(xiàng)第一以德滬涂膜、晟成光伏、眾能光電、邁為股份、捷佳偉創(chuàng)為首的國(guó)產(chǎn)鈣鈦礦設(shè)備廠商全球競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力雄厚，部分設(shè)備產(chǎn)品已進(jìn)入驗(yàn)收、出貨、交付階段。表 7：鈣鈦礦設(shè)備廠商進(jìn)展公司設(shè)備類(lèi)型訂單情況競(jìng)爭(zhēng)格局德滬涂膜核心涂膜設(shè)備全球首套用于大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能面板制造核心涂膜設(shè)備系統(tǒng)驗(yàn)收成功鈣鈦礦太陽(yáng)能電池核心涂膜設(shè)備全球市占率第一眾能光電鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線鈣鈦礦激光劃線刻蝕設(shè)備出貨 50 臺(tái)套，鈣鈦擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先

47、的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池礦 PVD 設(shè)備出貨量 30 臺(tái)套生產(chǎn)線的供貨業(yè)績(jī)藝及相關(guān)設(shè)備，團(tuán)簇型多腔式蒸鍍?cè)O(shè)備現(xiàn)已量產(chǎn) 場(chǎng)份額全球第一晟成光伏鈣鈦礦與疊層電池相關(guān)設(shè)備在光伏組件自動(dòng)化產(chǎn)線細(xì)分領(lǐng)域市與協(xié)鑫光電聯(lián)合開(kāi)發(fā)鈣鈦礦與疊層電池的工付為客戶定制的單結(jié)鈣鈦礦電池激光設(shè)備已交鈣鈦礦電池激光設(shè)備、真空設(shè)備邁為股份捷佳偉創(chuàng)鈣鈦礦中試設(shè)備中標(biāo)了首個(gè)鈣鈦礦中試設(shè)備采購(gòu)訂單各公司公告，各公司官網(wǎng)，晟成光伏：鈣鈦礦團(tuán)簇型多腔式蒸鍍?cè)O(shè)備現(xiàn)已量產(chǎn)，并成功應(yīng)用于多個(gè)客戶端蘇州晟成光伏設(shè)備有限公司成立于 2010 年，是京山輕機(jī)的全資子公司，坐落于蘇州高新區(qū)，現(xiàn)有員工 1000 多人，其中技術(shù)研發(fā)人員超過(guò) 300 人。主要

48、從事光伏行業(yè)智能化裝備的研發(fā)、制造、銷(xiāo)售及服務(wù)，目前產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷(xiāo)美、德、法等全球 20 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。公司為客戶提供光伏組件制造整體解決方案，滿足常規(guī)、雙玻、半片、MBB、疊瓦等不同需求，也為電池和硅片制造等領(lǐng)域提供相關(guān)智能裝備。圖 37：晟成光伏合作客戶圖 38：2021 年晟成光伏部分公司榮譽(yù)資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，浙商證券研究所資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，浙商證券研究所圖 39：晟成光伏主要產(chǎn)品體系資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，浙商證券研究所公司研發(fā)能力強(qiáng)，與協(xié)鑫光電強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，在鈣鈦礦產(chǎn)線設(shè)備方面展開(kāi)深入戰(zhàn)略合作。公司于 2021 年初投資 10 億建設(shè)智能裝備制造中心，項(xiàng)目用于新增高端光伏組件設(shè)備生產(chǎn)線以及

49、建立制備異質(zhì)結(jié)和鈣鈦礦疊層電池核心設(shè)備研發(fā)機(jī)構(gòu)。2021 年 5 月公司與協(xié)鑫光電正式達(dá)成鈣鈦礦疊層電池技術(shù)開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略合作，聯(lián)合開(kāi)發(fā)鈣鈦礦與疊層電池的工藝及相關(guān)設(shè)備。公司已通過(guò) ISO9001 質(zhì)量管理體系認(rèn)證，產(chǎn)品獲得 CE、ETL、UL 等認(rèn)證。目前公司鈣鈦礦電池團(tuán)簇型多腔式蒸鍍?cè)O(shè)備現(xiàn)已量產(chǎn)，并成功應(yīng)用于多個(gè)客戶端。圖 40：晟成光伏攜手協(xié)鑫推進(jìn)鈣鈦礦疊層電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，浙商證券研究所德滬涂膜：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池核心涂膜設(shè)備全球市占率第一德滬涂膜是上海市嘉定區(qū)引進(jìn)的高科技項(xiàng)目，是目前中國(guó)唯一可以參與世界競(jìng)爭(zhēng)的電子級(jí)涂膜設(shè)備公司，對(duì)標(biāo)世界前五德日韓狹縫涂布設(shè)備公司。公司聚焦太陽(yáng)

50、能電池、平板顯示、電子信息、集成電路先進(jìn)封裝、氫電池等行業(yè)，提供研發(fā)、中試到量產(chǎn)的系列精密溶液成膜設(shè)備、系統(tǒng)和全解決方案。圖 41：德滬涂膜主要經(jīng)營(yíng)范圍圖 42：德滬涂膜部分客戶及合作伙伴T(mén)rendBank，浙商證券研究所TrendBank，浙商證券研究所公司鈣鈦礦太陽(yáng)能電池核心涂膜設(shè)備在全球市占率第一。狹縫涂布技術(shù)能在玻璃、不銹鋼片、塑料等基體上沉積各種液體化合物，通過(guò)精確控制液體流量和移動(dòng)的相對(duì)速度，來(lái)制備所需技術(shù)指標(biāo)的薄膜。公司獲得 2019 年國(guó)家科技部重大科技專(zhuān)項(xiàng)，主持開(kāi)發(fā)鈣鈦礦量產(chǎn)核心涂膜設(shè)備。在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，公司的核心涂膜設(shè)備全球市占率最大。圖 43：德滬涂膜可提供從研發(fā)

51、、中試到量產(chǎn)的系列精密溶液成膜設(shè)備、系統(tǒng)和全解決方案TrendBank，浙商證券研究所PSCs 電池：主要玩家研發(fā)全球領(lǐng)先，中試線在建新產(chǎn)品呼之欲出以協(xié)鑫集成、纖納光電、極電光能、眾能光電、萬(wàn)度光能為首的本土鈣鈦礦電池廠商產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度引領(lǐng)全球，預(yù)計(jì) 2023 年鈣鈦礦太陽(yáng)能電池總產(chǎn)能將接近 1GW。表 8：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池主要生產(chǎn)廠商情況梳理公司效率記錄現(xiàn)有/在建產(chǎn)能最新融資完成情況效率最高記錄公告時(shí)間面積（cm2）時(shí)間融資額（億元）參與機(jī)構(gòu)協(xié)鑫光電15.312019 年45*65現(xiàn)有 10MW/年中試產(chǎn)線在建產(chǎn)能 100MW/年2021.3過(guò)億凱輝能源基金領(lǐng)投纖納光電21.402021.111

52、9.32在建產(chǎn)能 100MW/年2021.13.6由三峽資本領(lǐng)投，京能集團(tuán)、衢州金控、三峽招銀等資方跟投極電光能20.502021.463.98在建產(chǎn)能 150MW/年2021.12.2由碧桂園創(chuàng)投、九智資本聯(lián)合領(lǐng)投，建銀國(guó)際、云林基金跟投，控股股東穩(wěn)晟科技追加投資萬(wàn)度光能-在建產(chǎn)能 200MW/年-眾能光電182020 年46.2現(xiàn)有 100KW/年產(chǎn)能在建產(chǎn)能 200MW/年2021.91600 萬(wàn)杭鍋股份各公司公告，各公司官網(wǎng)，整理協(xié)鑫光電：全球首條 100MW 大面積鈣鈦礦量產(chǎn)線正在建設(shè)中協(xié)鑫光電成立于 2010 年，原身為惟華光能，專(zhuān)注于鈣鈦礦太陽(yáng)能組件的研發(fā)、生產(chǎn)。2017 年，公

53、司被全球最大的光伏集團(tuán)協(xié)鑫收購(gòu)，后續(xù)道達(dá)爾能源、寧德時(shí)代等公司陸續(xù)成為公司股東。圖 44：協(xié)鑫光電管理層研發(fā)背景深厚圖 45：協(xié)鑫光電生產(chǎn)的鈣鈦礦組件資料來(lái)源：公司公眾號(hào)，浙商證券研究所資料來(lái)源：公司公眾號(hào)，浙商證券研究所大面積組件中試線建設(shè)進(jìn)程遙遙領(lǐng)先。2019 年 2 月，協(xié)鑫光電率先建成 10MW 級(jí)別的大面積鈣鈦礦組件中試產(chǎn)線，組件尺寸為 45cm*65cm，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到 15.3%。目前，協(xié)鑫光電正在建設(shè) 100MW 量產(chǎn)生產(chǎn)線，將把組件面積擴(kuò)大至 1m*2m，組件光電轉(zhuǎn)化效率將提高至 18%以上，是行業(yè)目前唯一擁有量產(chǎn)產(chǎn)線的鈣鈦礦制造企業(yè)。圖 46：協(xié)鑫光電具有世界領(lǐng)先的鈣鈦礦

54、各類(lèi)設(shè)備資料來(lái)源：公司公眾號(hào)，浙商證券研究所圖 47：協(xié)鑫光電 100MW 產(chǎn)線布局資料來(lái)源：協(xié)鑫光電，浙商證券研究所極電光能：150MW 中試線正在建設(shè)，新產(chǎn)品即將問(wèn)世極電光能前身是長(zhǎng)城控股旗下蜂巢能源科技有限公司下設(shè)的太陽(yáng)能事業(yè)部，自 2018年初開(kāi)始鈣鈦礦光電技術(shù)的預(yù)研工作，于 2020 年 4 月獨(dú)立為無(wú)錫極電光能科技有限公司。公司圍繞“鈣鈦礦”這一奇異的光電材料，致力于太陽(yáng)電池及組件、發(fā)光量子點(diǎn)以及前驅(qū)體材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開(kāi)發(fā)。圖 48：極電光能研發(fā)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組件資料來(lái)源：公司公眾號(hào)，浙商證券研究所公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，研發(fā)軟硬件設(shè)施先進(jìn)。公司聘請(qǐng)了鈣鈦礦領(lǐng)域國(guó)際知名科學(xué)家 M

55、ohammad Khaja Nazeeruddin 為首席科學(xué)家，研發(fā)團(tuán)隊(duì)由國(guó)內(nèi)外頂尖高校的一流人才組成，碩士及以上學(xué)歷成員占比超過(guò) 70 。公司一期面積超 5000 m2，已建成超過(guò) 1000m2的潔凈實(shí)驗(yàn)室。2021 年 6 月，公司 20.1的鈣鈦礦組件穩(wěn)態(tài)效率被收錄到世界太陽(yáng)電池最高效率表，并被評(píng)價(jià)具有“l(fā)andmark”意義，這意味公司保持著鈣鈦礦光伏組件效率的世界最高水平。圖 49：極電光能 150MW 試制線落地?zé)o錫資料來(lái)源：公司宣傳資料，浙商證券研究所中試線加碼建設(shè)，新產(chǎn)品即將問(wèn)世。公司已成功完成 2.2 億元 Pre-A 輪融資，并正在建設(shè) 150MW 鈣鈦礦光伏中試線項(xiàng)目。

56、根據(jù)公司的計(jì)劃，公司的鈣鈦礦發(fā)電石材產(chǎn)品在2021 年底正式推出，鈣鈦礦幕墻系列產(chǎn)品預(yù)計(jì)在 2022 年終面世，該產(chǎn)品在保證 16%以上的光電轉(zhuǎn)換效率的前提下，仍有 10%以上的透光率，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。發(fā)展階段公司規(guī)劃圖 50：極電光能未來(lái)產(chǎn)品規(guī)劃圖 51：極電光能“極曜”系列 BIPV 產(chǎn)品第一階段第二階段第三階段針對(duì) BIPV 市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的發(fā)電石材產(chǎn)品，以及用于幕墻領(lǐng)域的半透明組件產(chǎn)品針對(duì)各類(lèi)地面和分布式電站開(kāi)發(fā)剛性不透明組件產(chǎn)品疊層太陽(yáng)電池和組件產(chǎn)品，主要應(yīng)用于太陽(yáng)能汽車(chē)車(chē)頂及其它“光伏+“等高性能場(chǎng)景資料來(lái)源：公司公眾號(hào)，浙商證券研究所資料來(lái)源：公司公眾號(hào)，浙商證券研究所纖納光電：連續(xù)

57、 7 次刷新世界紀(jì)錄的鈣鈦礦先行者纖納光電成立于 2015 年，致力于“鈣鈦礦前沿技術(shù)、鈣鈦礦材料研究、相關(guān)產(chǎn)品及高端裝備的設(shè)計(jì)研發(fā)、低碳制造和市場(chǎng)化應(yīng)用”，公司在全球累計(jì)申報(bào) 200 多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)專(zhuān)利，承擔(dān)了 3 項(xiàng)國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，2019-2020 連續(xù)兩年被認(rèn)定為最具成長(zhǎng)性的準(zhǔn)獨(dú)角獸企業(yè)，當(dāng)前已完成 C 輪融資。圖 52：纖納光電擁有年輕、高學(xué)歷的管理團(tuán)隊(duì)圖 53：纖納光電不斷突破鈣鈦礦小組件轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，浙商證券研究所資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，浙商證券研究所七次刷新鈣鈦礦小組件轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄，獲得全球首個(gè)鈣鈦礦加嚴(yán)穩(wěn)定性測(cè)試認(rèn)證。2017 年公司第一次打破了國(guó)

58、外對(duì)鈣鈦礦半導(dǎo)體光伏新材料的技術(shù)壟斷后，先后 7 次刷新了鈣鈦礦太陽(yáng)能組件效率的世界紀(jì)錄，并獲得全球首個(gè)鈣鈦礦穩(wěn)定性認(rèn)證及穩(wěn)定性多倍加嚴(yán)認(rèn)證。2021 年 11 月，公司創(chuàng)造了鈣鈦礦小組件 21.4%（穩(wěn)態(tài)）轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄，組件面積 19.32cm2，公司在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池量產(chǎn)化技術(shù)方面具備國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。時(shí)間公司里程碑表 9：纖納光電七次刷新鈣鈦礦小組件轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄2017 年 2 月 以 15.2%的轉(zhuǎn)換效率，首次打破此前長(zhǎng)期由日本保持的鈣鈦礦小組件世界效率紀(jì)錄2017 年 5 月 將鈣鈦礦小組件世界效率記錄刷新至 16.0%2017 年 12 月 鈣鈦礦光伏組件光電轉(zhuǎn)換效率提高至

59、17.4%，再次打破由自己保持的記錄2018 年 7 月 鈣鈦礦小組件效率再創(chuàng)新高，達(dá)到 17.9%，穩(wěn)態(tài)功率輸出效率達(dá)到 17.3%2019 年 12 月獲得了全球首個(gè)鈣鈦礦組件穩(wěn)定性認(rèn)證，已具備薄膜光伏組件進(jìn)入市場(chǎng)前非常重要的準(zhǔn)入條件，組件滿足 25 年使用壽命以 18.04%的鈣鈦礦小組件光電轉(zhuǎn)換效率成績(jī)，再次蟬聯(lián)了鈣鈦礦小組件世界效率紀(jì)2020 年 7 月錄榜首2021 年 1 月 完成由三峽資本領(lǐng)投的 C 輪融資穩(wěn)定性再突破，按照 IEC 61215:2016 標(biāo)準(zhǔn)中三項(xiàng)環(huán)境老化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，分別為 1000h2020 年 1 月 的光衰老化實(shí)驗(yàn)（在 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光輻照度下，組件老化溫

60、度為 70）、3000h 的濕熱老化實(shí)驗(yàn)、100kWh 紫外老化實(shí)驗(yàn)，組件老化后的轉(zhuǎn)換效率均與初始值相當(dāng)2021 年 5 月 創(chuàng)造了鈣鈦礦太陽(yáng)能小組件在穩(wěn)態(tài)輸出下 20.2%的效率世界紀(jì)錄2021 年 11 月 鈣鈦礦太陽(yáng)能小組件在穩(wěn)態(tài)功率輸出下的效率達(dá)到了 21.4%，刷新自己的記錄公司官網(wǎng)，公司建有國(guó)內(nèi)首個(gè)鈣鈦礦生產(chǎn)基地，領(lǐng)航鈣鈦礦太陽(yáng)能電池商業(yè)化。公司在浙江衢州建有國(guó)內(nèi)首個(gè)鈣鈦礦生產(chǎn)基地，一期廠房 11000 平方米，包含半導(dǎo)體車(chē)間、動(dòng)力、合成、倉(cāng)庫(kù)、辦公、宿舍等相關(guān)配套，入選了 2018 年浙江省重點(diǎn)建設(shè)工程。公司預(yù)計(jì)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池大規(guī)模應(yīng)用后，發(fā)電成本可降低至目前傳統(tǒng)電池的一半左