鈣鈦礦行業(yè)系列報(bào)告：疊層電池引領(lǐng)效率革命鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化加速

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S鈣鈦礦研究概述鈣鈦礦及疊層電池產(chǎn)業(yè)鏈更新行業(yè)核心催化鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈投資策略風(fēng)險(xiǎn)提示123454專業(yè)｜領(lǐng)先｜深度｜

信目錄CONTENT CON中泰證券研究ENT1鈣鈦礦研究概述5來源：NERL、中泰證券研究所來源：捷佳偉創(chuàng)，中泰證券研究所1.1、晶硅效率接近極限，疊層電池是晶硅的下階段路線晶硅路線提效緩慢，面臨瓶頸難進(jìn)一步提升。晶硅電池是光伏中最主流的路線，被廣泛應(yīng)用于新能源發(fā)電領(lǐng)域。晶硅路線最高效率從2016年突破26.3%以后，花費(fèi)了7年時(shí)間提升到27.1%，提效緩慢且艱難。無論是TOPCon、HJT還是BC電池都屬于晶硅路線，其理論極限效率受肖奎極限29.4%的限制，難以再進(jìn)一步提升。鈣鈦礦晶硅疊層路線提效快、上限高，是晶硅的下階段路線。疊層電池效率上限44%，比晶硅高14.6pct。鈣鈦礦晶硅疊層路線自有效率記錄以來，7年時(shí)間內(nèi)效率從23.6%提升到33.9%（+10.3pct），提效速度遠(yuǎn)高于晶硅（+0.8pct），并且高于鈣鈦礦單節(jié)電池（+4pct）。疊層電池效率距其理論極限還有10.1pct，提效空間巨大。從效率表現(xiàn)來看，鈣鈦礦晶硅疊層和晶硅呈現(xiàn)出代際差異，是眼下眾多光伏路線中最有潛力的路線。光伏發(fā)展一向以降本增效為目標(biāo)，疊層電池將會(huì)是晶硅的下階段方案。

圖表1：晶硅、鈣鈦礦及鈣鈦礦晶硅疊層效率表現(xiàn)

圖表2：光伏技術(shù)演進(jìn)路線

27.1%6

圖表3：鈣鈦礦及疊層電池技術(shù)路線

圖表4：全球c-Si光伏電池技術(shù)市場(chǎng)份額

來源：Wikipedia等、中泰證券研究所來源：ITRPV

2024，中泰證券研究所1.1、晶硅效率逼近極限，疊層電池是晶硅的下階段路線鈣鈦礦路線包括單節(jié)和疊層電池，單節(jié)率先量產(chǎn)，疊層緊隨其后。①單節(jié)電池是以廉價(jià)鈣鈦礦材料為吸光層的新型化合物薄膜電池，通過光照產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)發(fā)電，其理論效率33%，目前實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)26.1%，平米級(jí)組件效率已經(jīng)突破19%，即將迎來GW級(jí)量產(chǎn)；②鈣鈦礦疊層電池是鈣鈦礦與其他光伏技術(shù)結(jié)合，綜合利用太陽能中短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)能量，在單節(jié)電池基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高效率。鈣鈦礦晶硅疊層效率理論極限44%，目前實(shí)驗(yàn)室效率33.9%，2024年底有望在平米級(jí)組件效率突破26%，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。光伏行業(yè)技術(shù)迭代迅速，疊層電池路線滲透空間大。隨著光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋁背場(chǎng)電池、PERC電池等逐漸被淘汰，HJT、BC及硅基疊層電池將憑借其優(yōu)秀的性價(jià)比加速滲透。鈣鈦礦晶硅疊層目前處于研發(fā)和中式階段，根據(jù)ITRPV預(yù)測(cè)，2025年后有望大規(guī)模量產(chǎn)。71.2、鈣鈦礦一級(jí)市場(chǎng)持續(xù)火熱，先進(jìn)技術(shù)有望點(diǎn)燃光伏板塊行情鈣鈦礦新技術(shù)受市場(chǎng)青睞，有望成為點(diǎn)燃整個(gè)行情的催化劑。去年一年時(shí)間以光伏ETF為例，二級(jí)市場(chǎng)光伏行情回調(diào)比例接近腰斬的背景下，鈣鈦礦標(biāo)的仍能持續(xù)密集融資并且擁有較高估值。鈣鈦礦行業(yè)和傳統(tǒng)光伏技術(shù)路線呈現(xiàn)出了顯著的差異化，說明鈣鈦礦作為最有潛力的光伏新技術(shù)更受資本市場(chǎng)認(rèn)可，預(yù)計(jì)在光伏行情企穩(wěn)之后，鈣鈦礦行業(yè)有機(jī)會(huì)成為整個(gè)光伏行情的催化劑。

圖表5：鈣鈦礦電池融資進(jìn)展

來源：IT桔子、線性資本、艾邦光伏網(wǎng)、杭蕭鋼構(gòu)、中國(guó)能源網(wǎng)、風(fēng)潮數(shù)據(jù)、36Kr、Solarzoom、Businesswire、pv-magazine等、中泰證券研究所8專業(yè)｜領(lǐng)先｜深度｜

信目錄CONTENT CON中泰證券研究ENT2鈣鈦礦及疊層電池產(chǎn)業(yè)鏈更新9來源：協(xié)鑫光電、中泰證券研究所來源：Wind、中泰證券研究所2.1、基于商業(yè)邏輯：?jiǎn)喂?jié)電池提效邁入量產(chǎn)，短期相對(duì)晶硅難有性價(jià)比單節(jié)鈣鈦礦效率持續(xù)提升，行業(yè)邁入量產(chǎn)階段。效率方面：2024年3月，鈣鈦礦電池平米級(jí)組件效率突破19%，預(yù)計(jì)2024年底效率超過20%。目前行業(yè)頭部企業(yè)協(xié)鑫光電、極電光能、纖納光電等均經(jīng)過了長(zhǎng)期的中試測(cè)試，2024年即將邁入GW量產(chǎn)階段。成本方面：當(dāng)組件效率在20%時(shí)，其成本大約在0.8元/W。隨著組件效率的提升，單瓦成本會(huì)進(jìn)一步下降。晶硅價(jià)格維持低位，單節(jié)鈣鈦礦難有性價(jià)比。單節(jié)鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化初期直接對(duì)標(biāo)晶硅，力求在地面電站大規(guī)模使用。其0.8元/W的組件成本在晶硅組件價(jià)格1.3元/W以上時(shí)具備顯著性價(jià)比。但目前晶硅組件成本與鈣鈦礦量產(chǎn)預(yù)期組件成本接近，嚴(yán)重影響了單節(jié)鈣鈦礦電池在電站端的商業(yè)邏輯。

圖表6：鈣鈦礦組件效率及成本目標(biāo)

圖表7：2022年至今晶硅組件價(jià)格（元/W）

10圖表8：2013-2021年國(guó)內(nèi)主流廠商單晶、多晶組件

出廠價(jià)均價(jià)差值

圖表9：1980-2021年全球單晶、多晶、薄膜組件產(chǎn)

量占比

來源：Wind、中泰證券研究所來源：Fraunhofer

ISE、中泰證券研究所2.1、基于商業(yè)邏輯：低效率產(chǎn)品難受電站端青睞單晶替代多晶在于效率高、度電成本底。單晶硅電池實(shí)驗(yàn)室效率（27.1%）高于多晶硅（23.3%），最終量產(chǎn)效率也更高。2016年后全球光伏中單晶組件市占率持續(xù)提升，目前擠壓多晶組件市場(chǎng)份額至3%以內(nèi)。有兩方面原因①技術(shù)進(jìn)步，單晶組件降本增效具備性價(jià)比。單晶組件的生產(chǎn)成本快速降低，單多晶組件實(shí)際價(jià)差開始低于合理價(jià)差，性價(jià)比開始反轉(zhuǎn)。同時(shí)單晶組件轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)更突出，促進(jìn)了其市占率的快速提升；②市場(chǎng)認(rèn)可+政策補(bǔ)貼，滲透率快速提升。單晶組件轉(zhuǎn)換效率高、度電成本底，疊加補(bǔ)貼政策引導(dǎo)，成為了市場(chǎng)的首選。在單多晶近乎同價(jià)時(shí)候，單晶組件的優(yōu)點(diǎn)被視為“免費(fèi)贈(zèng)送”，促進(jìn)了滲透率的快速提升。單節(jié)鈣鈦礦效率低，性價(jià)比邏輯短期內(nèi)在電站端難兌現(xiàn)。目前隨著晶硅價(jià)格持續(xù)處于低位，晶硅組件單瓦價(jià)格與鈣鈦礦量產(chǎn)初期價(jià)格接近，但晶硅發(fā)電表現(xiàn)更強(qiáng)，因此短期內(nèi)單節(jié)鈣鈦礦電池性價(jià)比邏輯難以在地面電站兌現(xiàn)。鈣鈦礦行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化初期市場(chǎng)在于BIPV、CIPV等可以和晶硅差異化競(jìng)爭(zhēng)的場(chǎng)景。疊層路線相對(duì)晶硅發(fā)電優(yōu)勢(shì)呈現(xiàn)代際差異，兼容晶硅產(chǎn)線，商業(yè)邏輯更硬。疊層組件效率有望做到35以上，能源屬性更強(qiáng)應(yīng)用場(chǎng)景更廣。鈣鈦礦晶硅疊層可以看做是晶硅路線上進(jìn)行升級(jí)的產(chǎn)品，優(yōu)勢(shì)顯著。疊層電池生產(chǎn)端兼容現(xiàn)有晶硅產(chǎn)能，應(yīng)用端下游接受度相對(duì)鈣鈦礦類薄膜電池更高。112.1、基于商業(yè)邏輯：疊層電池相對(duì)晶硅大幅提效，降本路線清晰來源：HZB、中泰證券研究所來源：Nature、中泰證券研究所疊層路線相對(duì)晶硅大幅提效。疊層電池通過吸收不同波段太陽能提升整體器件效率，理論上吸收所有太陽光中所有波段能量，無數(shù)節(jié)電池疊加，其極限效率可達(dá)65%。商業(yè)上兩節(jié)電池疊層就可以大幅提升效率，并且制備工藝可控不會(huì)過于復(fù)雜。兩節(jié)電池形成的疊層電池效率上限44%，遠(yuǎn)高于晶硅理論極限效率29.4%，相對(duì)晶硅提效非?？捎^。鈣鈦礦晶硅疊層是潛力最大的商用方案，降本路線清晰。鈣鈦礦電池具有透光性、短波長(zhǎng)吸光能力強(qiáng)、成本低，是疊層電池中頂電池的理想選擇；晶硅帶隙和鈣鈦礦匹配度最高，是底電池中的理想選擇。因此鈣鈦礦晶硅疊層既能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的發(fā)電表現(xiàn)，相對(duì)晶硅又不會(huì)增加太多的物料成本，因此是目前潛力最大的可商用疊層方案。疊層電池的成本相對(duì)晶硅組件的增量主要在于鈣鈦礦部分的多層鍍膜，這部分材料用量少成本低，隨著疊層電池的規(guī)?；a(chǎn)和設(shè)備降本，疊層路線競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。圖表10：疊層電池效率表現(xiàn) 圖表11：鈣鈦礦晶硅疊層電池發(fā)電原理1節(jié)2節(jié)3節(jié)4節(jié)∞節(jié)122.1、基于商業(yè)邏輯：

疊層電池在電站端性價(jià)比高現(xiàn)有晶硅路線提效遇瓶頸，疊層電池打開效率空間。晶硅路線無論P(yáng)ERC、TOPCon還是HJT量產(chǎn)效率已逼近對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)室效率極限，只有不到1%的提升空間。疊層電池理論極限效率44%，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有晶硅電池效率。鈣鈦礦HJT疊層目前實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)33.9%，并且仍會(huì)以每年1-2%的速度持續(xù)提升。鈣鈦礦疊層電池量產(chǎn)效率上限更高，預(yù)計(jì)將來量產(chǎn)效率有望達(dá)到35%以上。隨著鈣鈦礦疊層技術(shù)成熟和不斷降本，疊層電池憑借其杰出的性能表現(xiàn)，在光伏市場(chǎng)中的市占率將會(huì)持續(xù)提升。疊層組件降低電站系統(tǒng)造價(jià)，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)顯著。對(duì)比提升20%電池效率和降低同等比例電池成本的兩個(gè)方案，前者可使得電站端投資降低13%，后者僅能降低4%?？梢妼?duì)于光伏技術(shù)而言，提效比降本對(duì)電站端吸引力更大。疊層這種高效光伏路線的產(chǎn)業(yè)化空間相對(duì)晶硅路線更為廣闊。圖表12：不同路線效率表現(xiàn) 圖表13：電池增效和降本對(duì)電站端投資的影響來源：北極星太陽能光伏網(wǎng)、美能光伏、中泰證券研究所來源：曜能光電、中泰證券研究所13來源：德滬涂膜等，中泰證券研究所2.2、基于工藝變化：蒸鍍?cè)趩喂?jié)及疊層電池中確定性增強(qiáng)鈣鈦礦頭部企業(yè)中式跑通，2024年邁入量產(chǎn)階段。目前鈣鈦礦行業(yè)格局可以大致分為3個(gè)梯隊(duì)：第3梯隊(duì)新融資的創(chuàng)業(yè)公司目前仍處于技術(shù)積累和技術(shù)放大階段，優(yōu)先突破效率記錄；第2梯隊(duì)的鈣鈦礦電池廠如仁爍光能、脈絡(luò)能源、光晶能源等經(jīng)歷了技術(shù)放大的階段，2024年陸續(xù)進(jìn)行百兆瓦中試，側(cè)重點(diǎn)在產(chǎn)線調(diào)試；第1梯隊(duì)的頭部企業(yè)如協(xié)鑫光電、極電光能、纖納光電等陸續(xù)經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的中試線調(diào)試，在23年陸續(xù)開始GW產(chǎn)線招標(biāo)，24年開始部分產(chǎn)線投產(chǎn)，側(cè)重點(diǎn)在產(chǎn)品提效和增強(qiáng)穩(wěn)定性。量產(chǎn)線對(duì)組件效率和穩(wěn)定性要求更高，工藝發(fā)生變化。電池廠在研發(fā)、中試線上并行嘗試的新工藝會(huì)在遷移至量產(chǎn)線，其中最明顯的變化是電子傳輸層、鈍化層等膜層沉積對(duì)蒸鍍工藝需求增加。圖表14：?jiǎn)喂?jié)鈣鈦礦電池發(fā)展路徑142.2、單節(jié)電池：即將邁入量產(chǎn)，材料、工藝趨同單節(jié)電池核心工藝為4道鍍膜和4道劃線。量產(chǎn)電池的結(jié)構(gòu)主要是反式鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，具體工藝是在TCO玻璃基地上逐層鍍膜形成鈣鈦礦電池。TCO玻璃本身包含了一層電極，所以鍍膜過程是依次沉積空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層、電極等膜層。中式階段各家電池廠在不同時(shí)期采用的材料、工藝不盡相同，但仍然存在主流方案：空穴傳輸層主要采用磁控濺射工藝，鈣鈦礦層主要采用狹縫涂覆工藝，電子傳輸層主要采用RPD、蒸鍍工藝、電極主要采用PVD工藝，4道激光劃線穿插在整個(gè)鍍膜過程中。吸光層鈣鈦礦層是關(guān)鍵，核心指標(biāo)是結(jié)晶效果。鈣鈦礦層中飽滿且取向一致的晶粒是其發(fā)電效果的必要保證。鈣鈦礦層必須用到狹縫涂覆工藝，搭配干燥、退火工藝才能形成良好的結(jié)晶效果。

圖表15：?jiǎn)喂?jié)電池材料及工藝

圖表16：鈣鈦礦層結(jié)晶效果

來源：協(xié)鑫光電等、中泰證券研究所來源：協(xié)鑫光電、中泰證券研究所152.2、單節(jié)電池：量產(chǎn)線蒸鍍工藝確定性增強(qiáng)為了提升穩(wěn)定性和效率，電池增加鈍化結(jié)構(gòu)。電池廠在原有百兆瓦線的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝調(diào)整，可以在鈣鈦礦層兩邊分別增加鈍化層，用以提升整體器件的穩(wěn)定性和提高鈣鈦礦電池的效率。鈍化層更適合采用蒸鍍工藝，量產(chǎn)線蒸鍍?cè)O(shè)備確定性更強(qiáng)。為了提升器件穩(wěn)定性，量產(chǎn)線會(huì)增加1~2層鈍化層結(jié)構(gòu)，確定性較強(qiáng)的是鈣鈦礦層和電子傳輸層之間的鈍化層。該鈍化層主要采用氟化鹽等材料，可以采用狹縫涂覆和蒸鍍的方案。考慮到鈍化層、電子傳輸層及緊鄰的電極層全部采用干法工藝，蒸鍍可避免工藝之間破真空且在鍍膜均勻性更好，因此蒸鍍是更適合的鈍化層解決方案。并且量產(chǎn)線中電子傳輸層多采用C60材料，只有蒸鍍才能進(jìn)行鍍膜。可見蒸鍍?cè)O(shè)備從百兆瓦線選用工藝變成了量產(chǎn)線中確定性很強(qiáng)的必用工藝。

圖表17：鈍化層在鈣鈦礦電池中的鋪設(shè)位置

圖表18：鈍化層結(jié)構(gòu)及工藝

來源：協(xié)鑫光電等、中泰證券研究所來源：協(xié)鑫光電等、中泰證券研究所162.2、疊層電池：四端技術(shù)成熟率先量產(chǎn)，兩端成本低或是最終路線來源：Science，協(xié)鑫光電，中泰證券研究所鈣鈦礦晶硅疊層分為兩端和四端方案，鈣鈦礦電池廠主推四端方案。四端方案是大面積鈣鈦礦組件與晶硅并聯(lián)形成的電池，鈣鈦礦廠商憑借其大面積鈣鈦礦工藝優(yōu)勢(shì)主推四端方案。優(yōu)點(diǎn)：并聯(lián)結(jié)構(gòu)下鈣鈦礦晶硅分步制備，步驟解耦，四端方案兼容所有晶硅路線。對(duì)于鈣鈦礦電池廠只需采購晶硅電池片完成組件級(jí)疊層即可量產(chǎn)。目前協(xié)鑫光電已有組件級(jí)疊層方案，2024年4月在1.7m2

疊層組件上實(shí)現(xiàn)了26.36%的轉(zhuǎn)換效率，預(yù)計(jì)2025年在2.88m2疊層組件上實(shí)現(xiàn)27%的轉(zhuǎn)換效率。兩端方案在晶硅產(chǎn)線基礎(chǔ)上延伸，是晶硅廠商主推路線。兩端方案在晶硅產(chǎn)線上延伸，兼容現(xiàn)有產(chǎn)能，是晶硅廠商主推方案。兩端方案優(yōu)點(diǎn)：在晶硅表面直接鍍膜，無需TCO

玻璃這類價(jià)值量較高的額外輔材，相對(duì)四端方案成本更低。但兩端疊層技術(shù)難度大，目前處于產(chǎn)業(yè)化早期階段。兩端方案的難點(diǎn)在于需在晶硅的不平整表面制備鈣鈦礦薄膜，且不同晶硅路線疊層的制備工藝存在差別。圖表19：兩端疊層和四端疊層方案產(chǎn)線對(duì)比172.2、疊層電池：產(chǎn)業(yè)化初期，兩端和四端路線并行來源：中泰證券研究所來源：Nanomaterials、公開資料整理、中泰證券研究所兩端疊層方案一體化制備，具備成本優(yōu)勢(shì)。結(jié)構(gòu)方面：兩端疊層是以鈣鈦礦和晶硅部分之間存在電化學(xué)反應(yīng)，是在晶硅為基底依次鍍膜形成，電極采用導(dǎo)電膜+金屬柵線的方式制成，無需TCO玻璃。制備好疊層電池后再進(jìn)行電池片之間的串焊，并采用膠膜和兩端的普通玻璃完成封裝。四端疊層的鈣鈦礦部分和晶硅部分絕緣，大面積鈣鈦礦部分需要在TCO玻璃上制成，然后和晶硅部分以機(jī)械堆疊的方式結(jié)合形成疊層電池。成本方面：兩種方案在物料上差別主要在于TCO玻璃、線纜等方面，因此兩端方案相對(duì)四端方案成本更低。挑戰(zhàn)：兩端疊層工藝方面更加復(fù)雜，性能方面存在電流匹配等問題有待解決

。兩端疊層和四端疊層工藝存在差別。四端疊層需要鈣鈦礦電池廠的原有產(chǎn)線生產(chǎn)的大面積鈣鈦礦電池，工藝設(shè)備相對(duì)單節(jié)電池沒有顯著變化，疊加的硅電池可以購買或自制的方式獲得。兩端疊層工藝存在差別：①鈣鈦礦部分是在小面積晶硅基底的絨面上鍍膜，原有的平面鍍膜工藝在部分膜層難以滿足要求；②鈣鈦礦與晶硅之間存在鏈接，新增隧穿連接層；③電極為導(dǎo)電膜+柵線，無需激光劃線工藝。

圖表20：兩端和四端方案電池局部結(jié)構(gòu)對(duì)比

圖表21：兩端疊層與四端疊層對(duì)比

182.2、兩端疊層：HJT與鈣鈦礦適配性更高性能方面：鈣鈦礦HJT疊層相對(duì)鈣鈦礦TOPCon疊層開壓更高，做成兩端疊層電池后TOPCon也不再具備高電流優(yōu)勢(shì)。因此鈣鈦礦HJT疊層轉(zhuǎn)換效率高于鈣鈦礦TOPCon疊層，從效率表現(xiàn)上看前者最高轉(zhuǎn)換效率為33.9%，后者目前最高效率為32.3%。工藝方面：鈣鈦礦HJT疊層電池，原有HJT產(chǎn)線無需調(diào)整，直接在后端延伸鈣鈦礦部分鍍膜就可以完成生產(chǎn)。鈣鈦礦TOPCon疊層因?yàn)門OPCon電池需要倒置，原有產(chǎn)線需要進(jìn)行調(diào)整，并且TOPcon

正面的氮化硅是絕緣體不能導(dǎo)電，需要先把氮化硅層去掉。并且鈣鈦礦HJT疊層是低溫工藝，與鈣鈦礦鍍膜工藝更為兼容。結(jié)論：HJT是更適合于鈣鈦礦疊層的晶硅路線。圖表22：鈣鈦礦HJT疊層與鈣鈦礦TOPCon疊層 圖表23：疊層技術(shù)路線對(duì)比來源：正泰新能、中泰證券研究所來源：正泰新能、北極星太陽能光伏網(wǎng)、中泰證券研究所19來源：通威股份、中泰證券研究所來源：PRX

ENERGY，中泰證券研究所2.2、兩端疊層：絨面鍍膜為工藝難點(diǎn)兩端疊層在晶硅基底上制備，絨面保型是高效組件的前提。鈣鈦礦HJT疊層路線可以分為正面拋光、絨面填平、絨面保型等方案。①正面拋光：光反射增加，轉(zhuǎn)換效率降低。②絨面填平：因?yàn)榻q面金字塔高低差較大，需要對(duì)晶硅特殊制絨，和原有HJT產(chǎn)線兼容性一般。③絨面保型：完全兼容HJT產(chǎn)線，但需在大絨面上均勻鍍膜。晶硅絨面呈現(xiàn)金字塔結(jié)構(gòu)，鈣鈦礦等膜層需在絨面上高質(zhì)量成膜。晶硅絨面金字塔的高低差接近2-5um,而鈣鈦礦厚度僅有500-800nm,其他膜層更是只有不到100nm。要實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的疊層組件，晶硅之上的隧穿結(jié)、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、鈍化層、電子傳輸層等都需要在晶硅絨面上的鍍膜，并且對(duì)鍍膜均勻性、一致性要求高，技術(shù)難度大。

圖表24：鈣鈦礦HJT兩端疊層技術(shù)路線

圖表25：鈣鈦礦晶硅兩端疊層絨面鍍膜效果

正面拋光 絨面填平 絨面保型 疊層電池 絨面結(jié)構(gòu) 鍍膜效果20來源：正泰新能、中泰證券研究所來源：中泰證券研究所2.2、兩端疊層：絨面鍍膜為工藝難點(diǎn)兩端疊層在小面積晶硅上逐層鍍膜，均勻性和一致性是量產(chǎn)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。均勻性：對(duì)于同一個(gè)疊層電池，要在晶硅基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)保型性高、空間上分布均勻、缺陷密度低、結(jié)晶度高的鈣鈦礦薄膜。但是鍍膜過程中容易出現(xiàn)金字塔頂坍塌引起的保形覆蓋差、無機(jī)鹽殘留引起的膜層內(nèi)部反應(yīng)不均勻、鈣鈦礦成膜缺陷密度高等問題。一致性：兩端疊層量產(chǎn)面臨高通量鍍膜困難的問題。兩端鈣鈦礦疊層電池量產(chǎn)至少要達(dá)到1000片/小時(shí)的門檻。同一批次生產(chǎn)的不同疊層電池片，是在不完全相同晶硅絨面上進(jìn)行鍍膜，存在多片鍍膜一致性問題。

圖表26：鈣鈦礦晶硅兩端疊層鍍膜順序

圖表27：鈣鈦礦晶硅兩端疊層工藝難點(diǎn)

21來源：正泰新能，Nature

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Appl.,中泰證券研究所來源：通威股份，中泰證券研究所2.2、兩端、四端疊層：蒸鍍工藝不可或缺兩端疊層：蒸鍍是必須工藝。需要使用蒸鍍與其他方案結(jié)合的路線解決鈣鈦礦層保型困難的問題。具體可采用一步法、兩步法鍍膜。兩步法分為①干濕結(jié)合路線：采用蒸鍍先搭建無機(jī)鹽碘化鉛骨架，再采用溶液法或者蒸鍍方案沉積有機(jī)鹽；②全干法路線：兩步蒸鍍沉積鈣鈦礦原材料，使其發(fā)生反應(yīng)生成鈣鈦礦薄膜。目前主流方案是干濕結(jié)合的蒸鍍+狹縫涂覆方案。此外，全干法方案存在原材料揮發(fā)，蒸鍍速率慢等問題，倘若能解決這些問題，兩步蒸鍍方案就能滿足大規(guī)模量產(chǎn)需求，屆時(shí)有望成為疊層電池量產(chǎn)的最終路線。四端疊層：依托大面積鈣鈦礦制備，蒸鍍確定性強(qiáng)。四端疊層需要在大面積鈣鈦礦基礎(chǔ)上做機(jī)械堆疊，鈣鈦礦部分的所有工藝在四端疊層中仍需使用，大面積鈣鈦礦量產(chǎn)線上電子傳輸層和鈍化層采用蒸鍍工藝的確定性提高，因此對(duì)于四端疊層路線，蒸鍍也是必須工藝。圖表28：鈣鈦礦晶硅兩端疊層中鈣鈦礦層工藝路線 圖表29：疊層電池中鈣鈦礦鍍膜工藝22專業(yè)｜領(lǐng)先｜深度｜

信目錄CONTENT CON中泰證券研究ENT3行業(yè)核心催化233.1、單節(jié)電池：GW級(jí)產(chǎn)線招標(biāo)，鈣鈦礦邁入量產(chǎn)時(shí)代頭部企業(yè)GW級(jí)量產(chǎn)線招標(biāo)，產(chǎn)線有望2024年落地。目前行業(yè)平米級(jí)組件效率達(dá)到19%以上，比去年提升3pct。產(chǎn)業(yè)進(jìn)展：頭部玩家極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電已于2023年下半年陸續(xù)開啟GW產(chǎn)線招標(biāo)，預(yù)計(jì)2024年可以看到極電光能、協(xié)鑫光電的設(shè)備進(jìn)場(chǎng)和產(chǎn)線投產(chǎn)。量產(chǎn)線尺寸進(jìn)一步放大，便于適配大板型晶硅組件制作四端疊層電池。鈣鈦礦行業(yè)中試線尺寸主要有0.6*1.2m和1*2m兩個(gè)版型，

量產(chǎn)線在和這個(gè)面積基礎(chǔ)上進(jìn)一步放大。協(xié)鑫光電尺寸放大至1.2*2.4m，極電光能尺寸放大至1.2*2.3m?？梢姸际窃?.2m寬幅基礎(chǔ)上，根據(jù)各家需求確定版型長(zhǎng)度，但總體都在2.8平米左右。鈣鈦礦這種薄膜電池面積放大一方面可以攤薄成本，另一方面也是為將來做鈣鈦礦晶硅四端疊層做準(zhǔn)備。圖表30：?jiǎn)喂?jié)鈣鈦礦電池?cái)U(kuò)產(chǎn)節(jié)奏來源：協(xié)鑫光電、極電光能、脈絡(luò)能源、新浪財(cái)經(jīng)、上海證券報(bào)、36Kr等，中泰證券研究所243.2、晶硅大廠：布局疊層邁入中式階段晶硅廠商新增資本開支，大力布局鈣鈦礦光伏。2024年之前看到眾多晶硅大廠在鈣鈦礦及疊層技術(shù)上有持續(xù)的研發(fā)投入和小規(guī)模設(shè)備采購。在2024年即將看到多家晶硅大廠在鈣鈦礦晶硅疊層路線上新增資本開支，投建研發(fā)線或者中試線。隨著晶硅廠商的大規(guī)模加入，鈣鈦礦及疊層技術(shù)方面的人力、物力、財(cái)力相對(duì)早期只有創(chuàng)業(yè)公司投入的生態(tài)截然不同，鈣鈦礦疊層技術(shù)有望加速。鈣鈦礦疊層路線進(jìn)行百兆瓦級(jí)別資本開支理由充分：①經(jīng)過鈣鈦礦電池廠對(duì)行業(yè)生態(tài)的持續(xù)培育，鈣鈦礦材料、工藝、設(shè)備已相對(duì)成熟，疊層擴(kuò)產(chǎn)前提已經(jīng)具備。②研發(fā)及中式級(jí)別產(chǎn)線新增資本開支不高，試錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)可控。詳情正在建設(shè)疊層電池百兆瓦級(jí)中試線，努力在2027年前后實(shí)現(xiàn)疊層電池的GW級(jí)量產(chǎn)，到2028年將建成全球首個(gè)100GW+異質(zhì)結(jié)及異質(zhì)結(jié)疊鈣鈦礦產(chǎn)能并實(shí)現(xiàn)盈利運(yùn)行。2023年11月鈣鈦礦晶硅疊層兩端電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到33.9%，預(yù)計(jì)2024年底效率達(dá)到35%基于大絨面的兩步法鈣鈦礦/硅疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)到31.68%2024年開始建設(shè)100MW鈣鈦礦-異質(zhì)結(jié)疊層電池項(xiàng)目圖表31：晶硅廠布局公司

技術(shù)路線華晟新能源

鈣鈦礦/HJT疊層隆基綠能

鈣鈦礦/HJT疊層通威股份

鈣鈦礦/晶硅疊層天合光能

鈣鈦礦/晶硅疊層2022年12月，公司鈣鈦礦/晶硅兩端疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)29.2%。大面積鈣鈦礦/晶硅疊層電池正在研發(fā)認(rèn)證中。晶科能源鈣鈦礦/TOPCon疊層公司在2021年已完成了高效疊層鈣鈦礦技術(shù)平臺(tái)的建設(shè)。基于N型TOPCon的鈣鈦礦疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到32.33%愛康科技鈣鈦礦/HJT疊層目前較小產(chǎn)能的鈣鈦礦-異質(zhì)結(jié)疊層產(chǎn)品中試線建設(shè)正在推進(jìn)，初期目標(biāo)為電池平均轉(zhuǎn)換效率突破30%。2023年12月公告擬投資10億元用于研發(fā)鈣鈦礦-異質(zhì)結(jié)疊層電池東方日升鈣鈦礦/晶硅疊層公司有鈣鈦礦相關(guān)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，主要方向?yàn)榀B層電池。晶澳科技鈣鈦礦/晶硅疊層2024年下半年可能會(huì)繼續(xù)推動(dòng)中試，預(yù)期2-3年內(nèi)能夠產(chǎn)出大尺寸鈣鈦礦疊層產(chǎn)品，疊層電池的初步效率目標(biāo)是30%左右正泰新能鈣鈦礦/晶硅疊層目前公司在積極儲(chǔ)備鈣鈦礦疊層電池技術(shù)路線中來股份鈣鈦礦/晶硅疊層公司的鈣鈦礦晶硅疊層電池處于研發(fā)階段山西晉能鈣鈦礦/晶硅疊層小面積鈣鈦礦電池效率25.05%，小面積鈣硅疊層電池效率28.5%，鈣鈦礦組件效率接近19%，現(xiàn)已經(jīng)搭建完成鈣硅疊層示范線建成出大尺寸電池樣品。寶馨科技鈣鈦礦/HJT疊層實(shí)驗(yàn)室鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池自測(cè)效率已超過32%。計(jì)劃2023年開始籌建100MW鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層產(chǎn)線，力爭(zhēng)在2025年內(nèi)啟動(dòng)鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池GW級(jí)量產(chǎn)升級(jí)泉為科技 鈣鈦礦/HJT疊層 計(jì)劃在2025年努力實(shí)現(xiàn)27.5%轉(zhuǎn)化率的HJT/鈣鈦礦疊層組件研發(fā)目標(biāo)來源：隆基綠能、通威股份、晶科能源、天合光能、晶科能源、新浪財(cái)經(jīng)、北極星太陽能光伏網(wǎng)、索比光伏、證券時(shí)報(bào)等、中泰證券研究所253.3、跨界龍頭：切入鈣鈦礦路線發(fā)力光伏來源：新浪財(cái)經(jīng)、每日經(jīng)濟(jì)新聞、明陽智能、OFweek、36kr、企查查、中泰證券研究所寧德時(shí)代、比亞迪等企業(yè)跨界布局鈣鈦礦。寧德時(shí)代早在2022年就已經(jīng)開始進(jìn)行鈣鈦礦電池方面研究，目前已有百兆瓦單節(jié)電池中試線，并且同時(shí)布局鈣鈦礦晶硅疊層電池?？缃琮堫^具備創(chuàng)業(yè)公司不具備的研發(fā)投入和資源支持，寧德時(shí)代有望在中試線跑通后開啟大規(guī)模量產(chǎn)。京東方等面板廠商跨界布局鈣鈦礦。OLED面板和鈣鈦礦組件制備的工藝存在共性，都是大面積鍍膜，需要用到蒸鍍等方案。面板廠商以及面板設(shè)備廠商可憑借自身的工藝優(yōu)勢(shì)切入鈣鈦礦領(lǐng)域，為鈣鈦礦行業(yè)注入新的活力。除此之外可以看到明陽智能、中國(guó)核電等跨界玩家均在鈣鈦礦方面有所布局，鈣鈦礦技術(shù)一旦出現(xiàn)突破，技術(shù)擴(kuò)散和人才流動(dòng)將會(huì)促使行業(yè)快速發(fā)展。圖表32：跨界玩家布局公司技術(shù)路線詳情寧德時(shí)代單節(jié)+疊層已搭建100MW中試線，目前處于調(diào)試階段。京東方單節(jié)鈣鈦礦2023年11月京東方啟動(dòng)鈣鈦礦光伏項(xiàng)目，2024年3月成立合肥京東方光能科技有限公司布局鈣鈦礦中國(guó)核電單節(jié)鈣鈦礦2023年12月公司表示鈣鈦礦中試科研推進(jìn)順利，同步推進(jìn)剛性、柔性鈣鈦礦組件研發(fā)，技術(shù)成果保持在行業(yè)第一梯隊(duì)明陽智能單節(jié)鈣鈦礦2023年5月明陽集團(tuán)薄膜光伏研發(fā)團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦電池研發(fā)再次取得突破。同時(shí)布局碲化鎘薄膜電池技術(shù)比亞迪單節(jié)鈣鈦礦已積極布局鈣鈦礦電池技術(shù)，擁有專業(yè)的太陽能技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)豐田單節(jié)鈣鈦礦豐田汽車與源自京都大學(xué)的日本初創(chuàng)企業(yè)

Enecoat

Technologies

宣布，

將共同研發(fā)鈣鈦礦型光伏電池并力爭(zhēng)到

2030

年將其搭載在純電動(dòng)汽車的車頂?shù)炔课?6專業(yè)｜領(lǐng)先｜深度｜

信目錄CONTENT CON中泰證券研究ENT4鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈投資策略4.1、鈣鈦礦路線處于從0-1的階段，產(chǎn)業(yè)迎發(fā)展拐點(diǎn)為什么鈣鈦礦強(qiáng)調(diào)疊層邏輯？1、單節(jié)電池廠形成一致預(yù)期：加速布局疊層路線：隨著晶硅成本持續(xù)處于低位，鈣鈦礦單節(jié)電池短期相對(duì)晶硅難具備性價(jià)比。發(fā)展高效疊層電池成了單節(jié)電池廠必須要走的路線。頭部廠商協(xié)鑫光電已經(jīng)開啟GW級(jí)產(chǎn)線招標(biāo)，技術(shù)路線為四端疊層電池，代表著鈣鈦礦企業(yè)對(duì)疊層邏輯的認(rèn)可。寧德時(shí)代也同時(shí)布局單節(jié)和疊層研發(fā)和生產(chǎn)。極電光能、纖納光電的GW級(jí)產(chǎn)線均擴(kuò)大面積至約2.8平米，也是為了便于后續(xù)進(jìn)一步和晶硅大板型組件形成疊層。2、晶硅廠商形成一致預(yù)期：?jiǎn)喂?jié)鈣鈦礦電池廠經(jīng)過多年探索，在材料、設(shè)備、工藝方面已經(jīng)為晶硅廠商趟平了道路，現(xiàn)在有基本定型的材料體系、較為成熟的設(shè)備廠商、以及大量掌握鈣鈦礦工藝人才。因此晶硅廠具備了投入疊層產(chǎn)線的先決條件。同時(shí)晶硅廠商面臨產(chǎn)品升級(jí)換代的迫切需求，今年能觀察到其在鈣鈦礦疊層方面新增資本開支，如新建百兆瓦級(jí)疊層產(chǎn)線。晶硅廠密集布局鈣鈦礦疊層代表傳統(tǒng)光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)疊層電池商業(yè)邏輯的認(rèn)可，隨著晶硅的持續(xù)投入鈣鈦礦及疊層電池產(chǎn)業(yè)會(huì)進(jìn)一步加速。3、設(shè)備廠商布局疊層電池：疊層電池需求廣闊，諸多設(shè)備廠近兩年持續(xù)進(jìn)行疊層電池設(shè)備布局，以捷佳偉創(chuàng)為例，目前已經(jīng)具備提供疊層研發(fā)線、中試線整線能力。設(shè)備配套是疊層路線能快速發(fā)展的必要前提。今年行業(yè)預(yù)期？產(chǎn)能：至少2條量產(chǎn)線子線落地，產(chǎn)業(yè)化路徑清晰；多家疊層電池邁入中式，晶硅廠商密集布局效率：今年單節(jié)電池平米級(jí)組件效率將達(dá)20%以上，四端疊層平米級(jí)組件效率達(dá)26%以上。單節(jié)電池實(shí)驗(yàn)室效率有望突破27%，疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率有望突破35%。27284.2、設(shè)備環(huán)節(jié)：關(guān)注形成整線能力的設(shè)備供應(yīng)商京山輕機(jī)：鈣鈦礦設(shè)備龍頭，具備整線制造能力。京山輕機(jī)子公司晟成光伏主要負(fù)責(zé)鈣鈦礦設(shè)備業(yè)務(wù)，依托PVD、ALD、蒸鍍等設(shè)備，形成了鈣鈦礦及疊層整線制造能力。公司是業(yè)內(nèi)較早完成鈣鈦礦設(shè)備開發(fā)且有實(shí)際產(chǎn)品銷售的企業(yè)。目前公司提供中式級(jí)鈣鈦礦及整體解決方案，并提供GW級(jí)鈣鈦礦量產(chǎn)裝備輸出與技術(shù)支持。在鈣鈦礦行業(yè)正處于從中試線產(chǎn)線向GW級(jí)量產(chǎn)線發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)，公司有望順應(yīng)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)快速增長(zhǎng)。2024年4月，晟成光伏鈣鈦礦單結(jié)及疊層太陽能電池整線設(shè)備項(xiàng)目成功交付。捷佳偉創(chuàng)：鈣鈦礦及疊層路線全方位布局。捷佳偉創(chuàng)所涵蓋的RPD、PVD等設(shè)備是鈣鈦礦制備中核心設(shè)備，公司在此基礎(chǔ)上形成了在大尺寸鈣鈦礦、鈣鈦礦HJT/TOPCon疊層、全鈣鈦礦疊層領(lǐng)域的整線能力，全方位覆蓋鈣鈦礦光伏技術(shù)路線。2023年7月公司擬可轉(zhuǎn)債募資9.61億元，投向鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層設(shè)備產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。

圖表33：京山輕機(jī)鈣鈦礦疊層路線布局

來源：晟成光伏、中泰證券研究所來源：捷佳偉創(chuàng)、中泰證券研究所

圖表34：捷佳偉創(chuàng)部分鈣鈦礦設(shè)備

RPD設(shè)備 RPD原理294.2、設(shè)備環(huán)節(jié)：重點(diǎn)關(guān)注蒸鍍環(huán)節(jié)奧來德：蒸鍍環(huán)節(jié)核心標(biāo)的，依托線性蒸發(fā)源向蒸鍍整機(jī)發(fā)展。上文分析蒸鍍工藝在單結(jié)鈣鈦礦量產(chǎn)線中確定性增強(qiáng)，在疊層電池中是必須使用的工藝，因此蒸鍍環(huán)節(jié)標(biāo)的最值得關(guān)注。鈣鈦礦量產(chǎn)線中的蒸鍍?cè)O(shè)備需滿足大面積鍍膜能力，大面積蒸鍍?cè)O(shè)備必須具備線性蒸發(fā)源，線性蒸發(fā)源是蒸鍍?cè)O(shè)備的核心。目前國(guó)內(nèi)具備線性蒸發(fā)源的設(shè)備商主要有奧來德、欣奕華（未上市）、方昇光電（未上市），欣奕華已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大尺寸Inline鈣鈦礦蒸鍍機(jī)交付。奧來德具備線性蒸發(fā)源，且已經(jīng)在OLED領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了蒸鍍機(jī)的生產(chǎn)，預(yù)計(jì)將來有望憑借其OLED方面的技術(shù)積累在鈣鈦礦領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)設(shè)備突破。曼恩斯特：狹縫涂覆環(huán)節(jié)核心標(biāo)的，依托狹縫涂覆模頭向涂覆整機(jī)發(fā)展。鈣鈦礦量產(chǎn)線中的狹縫涂覆設(shè)備需要滿足米級(jí)寬幅的鍍膜，狹縫涂覆模頭是核心零部件，整機(jī)價(jià)值占比10-20%。目前鈣鈦礦頭部企業(yè)的涂覆設(shè)備主要來自德滬涂膜和日本東麗。曼恩斯特2024年實(shí)現(xiàn)了商用級(jí)鈣鈦礦組件的狹縫涂覆設(shè)備正式交付，也成功中標(biāo)鈣鈦礦晶硅疊層高通量涂布機(jī)。另外建議關(guān)注同樣具備自研狹縫涂覆模頭的上市公司信宇人，有潛力形成整機(jī)制造能力。

圖表35：鈣鈦礦蒸鍍?cè)O(shè)備發(fā)展邏輯 圖表36：鈣鈦礦狹縫涂覆設(shè)備發(fā)展邏輯

來源：欣奕華官網(wǎng)、中泰證券研究所來源：曼恩斯特官網(wǎng)、中泰證券研究所核心零部件線性蒸發(fā)源整機(jī)蒸鍍?cè)O(shè)備整機(jī)狹縫涂覆設(shè)備核心零部件狹縫涂覆模頭304.2、設(shè)備環(huán)節(jié)：新玩家大勝達(dá)深耕瓦楞紙包，外延并購?fù)貙挊I(yè)務(wù)布局。公司成立于2004年，主要從事瓦楞紙包產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、印刷和銷售，能為客戶提供涵蓋包裝方案設(shè)計(jì)、研發(fā)、檢測(cè)、生產(chǎn)、庫存管理、物流配送等環(huán)節(jié)的全方位紙包裝解決方案。2021年起，公司謀求新發(fā)展，積極公司積極外延并購，切入紙漿模塑、煙酒包和光伏設(shè)備領(lǐng)域。收購FornaxB.V.

轉(zhuǎn)型光伏。2024年1月新收購的荷蘭FornaxB.V.公司已完成股權(quán)交割手續(xù)，進(jìn)軍光伏薄膜電池鍍膜設(shè)備領(lǐng)域。FornaxB.V.公司屬于技術(shù)平臺(tái)型公司，子公司SMIT掌握多種薄膜沉積技術(shù)和熱處理設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)。主要為薄膜光伏（主要為碲化鎘薄膜、銅銦鎵硒薄膜、鈣鈦礦）、鋰電池、功能玻璃及顯示、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的客戶提供定制化的精確熱處理及鍍膜控制設(shè)備。目前主要客戶是碲化鎘電池廠，有望以纖納光電量產(chǎn)線供貨為契機(jī)打入鈣鈦礦行業(yè)。公司收購Fornax

B.V.后，已在光伏領(lǐng)域貢獻(xiàn)985萬歐元的訂單，市場(chǎng)空間廣闊。

圖表37：Fornax

B.V.股權(quán)結(jié)構(gòu) 圖表38：SMIT

公司近空間升華（CSS）設(shè)備來源：公司公告、中泰證券研究所來源：SMIT、中泰證券研究所 314.3、輔材環(huán)節(jié)：TCO玻璃確定性最強(qiáng)，價(jià)值量最高TCO玻璃是