電力設備及新能源行業(yè)證券研究報告：鈣鈦礦與疊層電池產(chǎn)業(yè)化

證證券研究報告|行業(yè)深度報告行業(yè)規(guī)模行業(yè)規(guī)模流通市值(億元)58行業(yè)指數(shù)%對表現(xiàn)5.2相關報告斷上行—光伏系列報告(69)》2023-01-302、《光伏行業(yè)深度報告(68)：高純石英砂供需緊張可能超預期》2023-01-10仍有待突破—光伏系列報告(67)》2023-01-05游家訓S1090515050001youjx@張偉鑫S1090521070003zhangweixin@蔣國峰研究助理jiangguofeng@報告(70)鈣鈦礦與疊層電池產(chǎn)業(yè)化論壇點評、當本報告主要匯總和簡評此次論壇涉及的主要議題，關于鈣鈦礦的壽命問題系列口鈣鈦礦電池理論優(yōu)勢突出。單結(jié)鈣鈦礦電池理論效率高于晶硅與薄膜電池，疊層后能實現(xiàn)效率進一步飛躍。同時，因為雜質(zhì)容忍度高、用量少、能耗低。此外，吸光系數(shù)高與載流子遷移距離長的優(yōu)勢，讓鈣鈦礦在弱光與高溫場景下的表現(xiàn)優(yōu)異，而可柔性制備的輕質(zhì)化口大面積制備工藝問題成為焦點。鈣鈦礦的穩(wěn)定性問題已有一系列解決方案，因此大面積制備工藝問題在此次論壇中相對更受關注。產(chǎn)業(yè)化大面積制備的本之間的平衡。目前制備難度最大的鈣鈦礦層，主要是以設備投資較低的涂布工藝為主，但其后道控晶難度較大，膜層質(zhì)量仍有提升空間。真空蒸鍍工藝具有膜層均一、良品。為未來鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的主要路徑之一。同時，全鈣鈦礦疊層被視為終極的疊層技術(shù)(最高的理論效率)，隨著未來鈣鈦礦核心瓶頸的突破，也有可能逐步應用。儲備鈣鈦礦的公司：隆基綠能、晶科能源、晶澳科技、賽伍技術(shù)等；鈣鈦礦設備：捷佳偉創(chuàng)/邁為股份(機械聯(lián)合)、奧來德/帝爾激光/德龍激光(電子)、京山輕機(機械)、奧聯(lián)電子(汽車)、古鰲口風險提示：鈣鈦礦降本增效不及預期、產(chǎn)業(yè)化突破不及預期等。司主要財務指標股價21EPS22EPS23EPS22PE23PEPB評級鋼構(gòu)斯特7.2.32666633378深度報告敬請閱讀末頁的重要說明2465金晶科技3創(chuàng)06445.5344359激光857----5深度報告敬請閱讀末頁的重要說明3正文目錄 、德滬涂膜(王錦山)：鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化0-1及德滬涂膜設備解決方案 17太陽能技術(shù) 185、方異光電(祝曉釗)：鈣鈦礦電池核心設備——真空蒸鍍機的國產(chǎn)化制造 19 )：柔性鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與應用場景 23 目錄 敬請閱讀末頁的重要說明4 敬請閱讀末頁的重要說明5 深度報告敬請閱讀末頁的重要說明6一、核心觀點提要一、核心觀點提要更高的理論效率：單結(jié)鈣鈦礦電池理論效率極限可達33%，高于第一代晶硅電池與第二代薄膜電池。同時，通弱光響應好：吸光系數(shù)高，陰天及室內(nèi)等弱光條件下，轉(zhuǎn)換效率相對更高；率極限資料來源：肖克利-奎伊瑟極限，招商證券資料來源：Royalsocietyofchemistry，招商證券鈣鈦礦晶硅疊層雙結(jié)鈣鈦礦三結(jié)鈣鈦礦多結(jié)鈣鈦礦理論效率天花板43%45%49%69%資料來源：肖克利-奎伊瑟極限，Scientificreport，招商證券深度報告敬請閱讀末頁的重要說明7圖4：柔性鈣鈦礦圖5：晶硅/鈣鈦礦/染料敏化電池弱光表現(xiàn)資料來源：大正微納，招商證券資料來源：Nature，招商證券深度報告敬請閱讀末頁的重要說明8晶硅電池單結(jié)鈣鈦礦全鈣鈦礦疊層鈣鈦礦晶硅疊層效率記錄26.81%25.7%29%32.5%單位隆基綠能UNIST南京大學HZB間2022.112022.012022.122022.12公司技術(shù)路線成立時間地點高校背景仁爍光能全鈣鈦礦疊層2021州南京大學光晶能源反式單結(jié)2022佛山武漢理工脈絡科技反式單結(jié)2022廣東暨南大學能豐科技鈣鈦礦/OPV2022湖州浙江大學無限光能反式單結(jié)2022深圳清華大學鈣晶科技2021上海上海交大鈣藍科技反式單結(jié)2022上海上海交大公司技術(shù)路線進展情況隆基綠能鈣鈦礦/HJT疊層布局鈣鈦礦/HJT疊層電池專利，該疊層電池包括底電池、空穴傳輸層、鈣鈦礦吸收層和透明導電層；晶澳科技未公布研發(fā)、技術(shù)儲備；晶科能源鈣鈦礦/Topcon疊層布局大面積制備技術(shù)研發(fā)，與澳大利亞國立大學KlausWeber，北京大學周歡萍共同研發(fā)鈣鈦礦/Topcon疊層技術(shù)；天合光能鈣鈦礦/晶硅疊層兩端鈣鈦礦/晶硅疊層實驗室效率達29.2%；東方日升鈣鈦礦/晶硅疊層建立鈣鈦礦/晶硅疊層試驗線；通威股份鈣鈦礦/晶硅疊層研發(fā)、技術(shù)儲備；深度報告敬請閱讀末頁的重要說明9公司技術(shù)路線進展情況中來股份鈣鈦礦/Topcon疊層實驗室開發(fā)階段的鈣鈦礦/Topcon疊層效率超過26%；愛康科技鈣鈦礦/HJT疊層研發(fā)、技術(shù)儲備。資料來源：Wind，招商證券公司技術(shù)路線中試線規(guī)模中試線投產(chǎn)時間GW產(chǎn)線規(guī)劃協(xié)鑫光電反式單結(jié)100MW20211GW2025年投產(chǎn)纖納光電反式單結(jié)100MW20211GW2023-2024年投產(chǎn)極電光能反式單結(jié)150MW20221GW2024年投產(chǎn)眾能光電反式單結(jié)100MW2022萬度光能正式介孔單結(jié)200MW2023仁爍光能全鈣鈦礦疊層150MW2023光晶能源反式單結(jié)100MW2023合特光電(杭蕭鋼構(gòu))HJT/鈣鈦礦疊層100MW2023奧聯(lián)光電(奧聯(lián)電子)/120MW20242GW5年內(nèi)投產(chǎn)脈絡科技反式單結(jié)100MW2024大正微納柔性鈣鈦礦100MW2024寧德時代/100MW/資料來源：Wind，各公司官網(wǎng)，招商證券深度報告敬請閱讀末頁的重要說明103、大面積制備工藝問題成為焦點全層(或有)>電子傳輸層>空穴傳輸層>TCO導電頂層。其中難度最大的鈣鈦礦層目前以涂布工藝為主。涂布工藝設備一定難度，膜層質(zhì)量(化學一致性)仍有待提高。目前，上海德滬涂膜市占率達到70%，其余份額為日本東麗。鈦礦制備中，在鈣鈦礦層、界面鈍化層、電子傳輸層(C60)及金屬電極均有廣泛應用，且取得較高穩(wěn)態(tài)輸出效率。膜層TCO導電層(頂)磁控濺射磁控濺射磁控濺射電子傳輸層RPD涂布蒸鍍蒸鍍鈣鈦礦層涂布涂布蒸鍍空穴傳輸層磁控濺射涂布蒸鍍蒸鍍TCO導電玻璃磁控濺射磁控濺射磁控濺射優(yōu)勢價格與膜層質(zhì)量均衡價格最低膜膜層均勻性最好劣勢設備投資略高，膜層均勻弱于電子傳輸層涂布可能破壞鈣鈦礦吸光層，影響效率設備價格過高券深度報告敬請閱讀末頁的重要說明11深度報告敬請閱讀末頁的重要說明124、疊層電池發(fā)展也在加速疊層(僅光學耦合)與復雜的兩端疊層(光學+電學耦合)。二端疊層結(jié)構(gòu)需要設計優(yōu)異的光電耦合和起到保護作用疊層也是主流單結(jié)廠商主張的疊層路線。疊層有希望成為主流路徑之一。從短期的角度來看，鈣鈦礦可能仍然難以取代目前的晶硅電池。主動擁時，這樣的發(fā)展路徑也可以為鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化爭取更好的生存和發(fā)展空間。。的科研實力(該公司譚海仁團隊曾創(chuàng)造全鈣鈦礦疊層世界紀錄)，直接選擇了兩端全鈣鈦礦疊層結(jié)構(gòu)作為其產(chǎn)業(yè)化的結(jié)結(jié)構(gòu)。深度報告敬請閱讀末頁的重要說明13資料來源：Science，招商證券資料來源：南京大學能源光熱材料與器件課題組，招商證券券資料來源：NatureEnergy，招商證券敬請閱讀末頁的重要說明14e深度報告敬請閱讀末頁的重要說明15、協(xié)鑫光電(范斌)：鈣鈦礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進展規(guī)模制造的主要挑戰(zhàn)。PVD設備來源于國內(nèi)及韓國供應商。鈣鈦礦組件需要使用激備來源于大族、邁為等國內(nèi)一線廠商。封裝設備可以與晶硅行業(yè)共用，封裝材料需使用POE。當前協(xié)鑫光電鈣鈦礦太陽能電池已完成“雙85”測試。MW，當前優(yōu)先解決單結(jié)鈣鈦礦電池制造工藝。深度報告敬請閱讀末頁的重要說明16鈣鈦礦疊層電池展現(xiàn)出高轉(zhuǎn)化效率和優(yōu)異的彎曲耐折度。深度報告敬請閱讀末頁的重要說明173、德滬涂膜(王錦山)：鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化0-1及德滬涂膜設備解決方案鈣鈦礦優(yōu)勢是大幅下降的成本和獨特的應用場景。在當前光伏的應用場景下，鈣鈦礦無法取代晶硅。晶硅/鈣鈦礦疊可er圖24：Getter&Dispenser封裝可用于鈣鈦礦圖25：德滬涂膜的高性能狹縫涂布設備敬請閱讀末頁的重要說明184、中科院院士(褚君浩)：碳中和背景下太陽能技術(shù)為困難，需要后期進一步的研究和完善。構(gòu)3年我國風電、光伏裝機總?cè)萘繉⑦_到12億千瓦以深度報告敬請閱讀末頁的重要說明195、方異光電(祝曉釗)：鈣鈦礦電池核心設備——真空蒸鍍機的國產(chǎn)化制造，阻。層、電子傳輸層和金屬電極采用真空蒸鍍的方法制備。全鈣鈦礦疊層器件中，電；。方異的防腐蝕技術(shù)能使蒸鍍機實現(xiàn)腐蝕性材料的蒸鍍。深度報告敬請閱讀末頁的重要說明20CHZB(南VPD敬請閱讀末頁的重要說明217、光晶能源(黃福志)：鈣鈦礦大面積制備技術(shù)及挑戰(zhàn)個不同工礦控晶技術(shù)實現(xiàn)大面積鈣鈦礦薄膜的制備，主要通過吹氣、抽氣、揭膜、浸泡、加熱等工藝實現(xiàn)后段控晶。2)二步同鉛源，制備大面積鈣鈦礦薄膜。敬請閱讀末頁的重要說明22有效的界面改性和修飾可以實現(xiàn)將鋁電極應用，并獲得高效率穩(wěn)定鈣鈦礦。TOASiW12作為陰極界面層在鋁為電極的入器件，器件穩(wěn)定性得到了顯著提升。未封裝的器件暴露在空氣(45%相對濕度)350小時后器件轉(zhuǎn)換效率仍能穩(wěn)定在初始效率的80%以上。TOASiW12可以用于鈣鈦礦器件的鋁界面修飾；TOASiW12具有強疏水性，可以有效阻擋水的侵入；TOASiWAlOx應。敬請閱讀末頁的重要說明239、大正微納(虞旺)：柔性鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與應用場景m執(zhí)行ett深度報告敬請閱讀末頁的重要說明24投資建議投資建議潔能、杭蕭鋼構(gòu)(建筑)；TCO玻璃：金晶科技(建材)；鈣鈦礦設備：捷佳偉創(chuàng)/邁為股份(機械聯(lián)合)、奧來德/帝爾激光/德龍激光(電子)、京山輕機(機械)、奧聯(lián)電子(汽車)、古鰲科技(計算機)等。股價21EPS22EPS23EPS22PE23PE評級7.26662633鋼構(gòu)3斯特7.38465晶科技3創(chuàng)06445.5344359激光857----5資料來源：公司公告、招商證券(部分參考wind一致預期)深度報告敬請閱讀末頁的重要說明25相關報告相關報告光伏系列報告之(六十九)：產(chǎn)業(yè)鏈降價一步到位并企穩(wěn)，排產(chǎn)裝機將不斷上行2023-01-30光伏系列報告之(六十八)：高純石英砂供需緊張可能超預期2023-01-10光伏系列報告之(六十七)：鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)探索加速，幾大核心問題仍有待突破2023-01-05)：光伏背板差異化發(fā)展，PET基膜用量與價值得到提升2023-01-03光伏系列報告之(六十五)：硅料降價帶動制造業(yè)價格大調(diào)整，板塊迎來布局契機2022-12-26光伏系列報告之(六十四)：TOPCon加速推廣，漿料龍頭顯著受益2022-12-15光伏系列報告之(六十三)：三季度主產(chǎn)業(yè)鏈收入與業(yè)績雙增，輔材環(huán)節(jié)盈利有待改善2022-12-06光伏系列報告之(六十一)：歐盟光伏審批有望簡化，集中式項目大規(guī)模放量在即2022-11-17光伏系列報告之(六十)：電池片盈利行業(yè)性修復，新技術(shù)逐步進入紅利期2022-10-16光伏系列報告之(五十九)：受天然氣供需變化與極端天氣影響，歐洲電價波動較大2022-10-16光伏系列報告之(五十八)：TOPCon產(chǎn)業(yè)化推動POE膠膜滲透率加速提升2022-09-26光伏系列報告之(五十七)：歐盟電價限制影響有限，發(fā)展新能源決心堅定2022-09-19光伏系列報告之(五十六)：TOPCon正在進入新技術(shù)推廣的