鈣鈦礦&異質(zhì)結(jié)專題深度報告2023.06.08光伏電池新技術(shù)新機遇目錄一 異質(zhì)結(jié)：效率突破是關(guān)鍵二 鈣鈦礦：產(chǎn)業(yè)化進程加速三 綜述與投資建議四 風(fēng)險提示N型技術(shù)變革已至資料來源：CPIA，中國銀河證券研究院3TOPConHJTIBC光電轉(zhuǎn)換效率紀錄理論28.7%29.2%29.1%實驗室26.4%26.81%26.7%量產(chǎn)25.1%25.2%26%溫度系數(shù)-0.34~0.37%/℃-0.23~0.25%/℃-0.28~0.31%/℃量產(chǎn)難度易中難成本較低較高中等P型瓶頸已現(xiàn)，N型替代正當(dāng)時。據(jù)CPIA統(tǒng)計，2022年P(guān)型PERC電池量產(chǎn)平均效率達23.2%，世界效率記錄24.06%，已接近24.5%的理論天花板。而N型電池2022年量產(chǎn)平均效率均已超24.5%，華晟新能源G12-15BB電池量產(chǎn)效率達25.2%。HJT電池方面，隆基綠能2022年11月創(chuàng)下26.81%的記錄；TOPCon電池方面，晶科能源10月創(chuàng)下26.4%的紀錄；IBC電池方面，日本Kaneda通過IBC+HJT結(jié)構(gòu)拿下26.7%的效率記錄。此外，N型電池還具有無LID效應(yīng)，更好的溫度性能、弱光性等優(yōu)勢，已開啟對P型電池的全面替代之路。圖1：不同電池技術(shù)路線量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)化效率表1：三大N型電池技術(shù)路線對比資料來源：CPIA，中國銀河證券研究院N型電池理論極限2021年隆基研究表明，雙面HJT理論轉(zhuǎn)換效率28.5%，雙面TOPCon理論轉(zhuǎn)換效率極限28.7%。根據(jù)Nature期刊上最新發(fā)布數(shù)據(jù)，2023年隆基基于突破世界紀錄的HJT技術(shù)，刷新雙面HJT理論轉(zhuǎn)換極限為29.2%。圖2：2021年隆基綠能計算各類鈍化電池類型的理論轉(zhuǎn)換極限效率4N型電池、組件特性對比5資料來源：《異質(zhì)結(jié)超薄片技術(shù)和可靠性能的低碳未來展望》東方日升，中國銀河證券研究院據(jù)東方日升量產(chǎn)數(shù)據(jù)，效率方面同版型HJT組件已明顯領(lǐng)先于TOPCon和PERC組件，在光轉(zhuǎn)膜加持下功率已突破700W，領(lǐng)先TOPCon組件約4%左右。HJT組件還具有更高的雙面率和更優(yōu)異的溫度性能。表2：不同電池技術(shù)的組件特性對比電池技術(shù)210*105硅片種類組件型式組件功率（瓦）組件效率（%）雙面率（%）溫度系數(shù)（%/℃）PERCP132

G-G650-66021.2%70-0.35TOPConN132

G-G670-68021.9%80-0.3HJTN132

G-G700-710（+光轉(zhuǎn)換）22.9%85-0.24疊層→多結(jié)電池將成終極形態(tài)24%26.40%26.8%26.7%33.2%37.9% 38.8% 39.2%47.6%23%24%24.5%24.5%26.8%HJT xBC 疊層 3結(jié) 5結(jié) 6結(jié) 聚光資料來源：《Solar

cell

efficiency

tables

Version

61》，中國銀河證券研究院20%25%30%35%40%45%50%PERCTOPConP型電池量產(chǎn) 效率記錄N型電池多結(jié)電池鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池現(xiàn)雛形，多結(jié)電池駛向星辰大海。2023年4月13日KAUST中心的小面積鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池創(chuàng)下33.2%的效率紀錄；1月曜能科技疊層電池達到32.44%的效率。德國ISFH研究表明，成熟晶硅電池的效率已難破30%，鈣鈦礦薄膜電池理論效率雖高但亦難工業(yè)制造。而多結(jié)電池憑借吸收光譜更寬、開壓更高，晶硅/鈣鈦礦疊層電池被公認為光伏電池終極形態(tài)。圖3：太陽能電池效率發(fā)展趨勢 圖4：多結(jié)太陽電池SQ理論效率極限輕松突破主流單晶單節(jié)電池資料來源：《Fundamental

losses

in

solar

cells》，中國銀河證券研究院6異質(zhì)結(jié)：效率突破是關(guān)鍵HJT優(yōu)勢突出8HJT即具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)技術(shù)（Heterojunction

Technology），核心結(jié)構(gòu)是晶硅層與非晶硅薄膜。異質(zhì)PN結(jié)一方面可以形成更高的開路電壓，另一方面能實現(xiàn)更好的鈍化效果，因此更易提升轉(zhuǎn)換效率。HJT優(yōu)勢明顯，有望成為N型主流：抗光衰能力更強，可實現(xiàn)25年功率衰減不超過8%，明顯優(yōu)于PERC的20%和TOPCon的13%；兩側(cè)均具有透光能力，雙面率最高可達95%，高于PERC與TOPCon電池；雙面均有晶硅+非晶硅結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)雙面鈍化，其鈍化選擇率可達14.0（PERC電池僅11.7）；）

適應(yīng)能力強，

較雙面PERC，

溫度升高后效率降低幅度小，

溫度系數(shù)僅為-0.26%/℃（

PERC約-0.35%/℃，TOPCon約-0.3%/℃）；結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布更均衡、更穩(wěn)定，易提升良率且后續(xù)運維壓力小。HJT優(yōu)勢突出HJT電池的制備過程僅需4步，產(chǎn)線簡單，良率更高。薄膜沉積工藝不涉及高溫擴散環(huán)節(jié)，能耗更低。兩步薄膜沉積可通過設(shè)備優(yōu)化實現(xiàn)二合一，產(chǎn)業(yè)化潛力巨大。HJT易實現(xiàn)疊層結(jié)構(gòu)，可通過改良膜的性能、增減膜甚至與鈣鈦礦薄膜電池技術(shù)疊加，突破晶硅效率極限，升級空間廣闊。圖5：HJT對稱結(jié)構(gòu)以及4道制造工序9資料來源：華晟新能源官網(wǎng)，金剛昊陽官網(wǎng)，中國銀河證券研究院HJT前景廣闊國際光伏技術(shù)路線圖（ITRPV）預(yù)測2025年/2030年全球HJT市場份額約9%/13%；中國光伏協(xié)會對HJT發(fā)展前景更樂觀，預(yù)測2025年/2030年其市場份額約18%/32%。圖6：國際光伏技術(shù)路線圖對全球光伏電池技術(shù)市場份額的統(tǒng)計預(yù)測10資料來源：ITRPV，中國銀河證券研究院圖7：中國光伏協(xié)會對全球光伏電池技術(shù)市場份額的統(tǒng)計預(yù)測資料來源：CPIA，中國銀河證券研究院HJT爆發(fā)在即11HJT大訂單簽訂，市場驗證加速。2022年9月，華晟新能源和中電建華東院正式簽署采購合作框架協(xié)議，2022年至2025年華東院將從華晟采購10GW異質(zhì)結(jié)光伏組件，這成為迄今為止行業(yè)內(nèi)N型電池最大訂單，成為HJT產(chǎn)業(yè)化里程碑。據(jù)CPIA預(yù)測，2023年HJT市占率有望或達3%，對應(yīng)裝機有望超過10GW。華晟擴產(chǎn)領(lǐng)跑。華晟新能源目前除了宣稱總部，還擁有合肥、無錫、大理三個基地。華晟宣城規(guī)劃共5期，目前1-3期已經(jīng)投產(chǎn)，合計5GW，4-5期預(yù)計分別將于2023年6月和第四季度設(shè)備搬入。公司2022年實現(xiàn)銷售收入17個億，對應(yīng)約900MW異質(zhì)結(jié)組件的出貨。預(yù)計2023年電池/組件產(chǎn)能分別達到22.5GW/18.6GW。華晟M6-144常規(guī)版型組件功率已突破500W，G12-132常規(guī)版型組件功率突破730.55W，組件轉(zhuǎn)換效率達到23.5%。根據(jù)公司披露信息不完全統(tǒng)計，目前全行業(yè)已公布HJT電池產(chǎn)能超過200GW，已投產(chǎn)約8GW，在建約53GW。預(yù)計2023/2025年底國內(nèi)HJT產(chǎn)能有望實現(xiàn)68GW/97GW。HJT提效降本之路圖8：HJT降本提效關(guān)鍵技術(shù)資料來源：《不斷創(chuàng)新的HJT技術(shù)》王文靜，《效率25%+異質(zhì)結(jié)電池及可靠性研發(fā)進展》通威股份，《異質(zhì)結(jié)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展》晉能科技，《異質(zhì)結(jié)超薄片技術(shù)和可靠性能的低碳未來展望》東方日升，中國銀河證券研究院12提效—單面→雙面微晶相較于傳統(tǒng)非晶硅薄膜，微晶硅薄膜透光率更優(yōu)、缺陷密度更低、摻雜效率更高、導(dǎo)電率更高，從而獲得更高的轉(zhuǎn)換效率。微晶工藝難點在于解決生產(chǎn)節(jié)拍較慢及一致性問題。單面微晶基本開發(fā)完成，開始挑戰(zhàn)雙面微晶。2022年頭部企業(yè)與設(shè)備商攜手完成了微晶技術(shù)的初步落地，華晟采用邁為VHF-PECVD設(shè)備的單面微晶HJT2.0電池首片效率達到24.68%，目前宣城二期平均效率約25%，

預(yù)計今年雙面微晶導(dǎo)入后平均效率有望達到25.5%。東方日升雙面微晶產(chǎn)品“伏羲”電池效率中試效率已達25.5%，組件效率達23.89%。通威采用納晶工藝，年底完成雙面納晶導(dǎo)入有望突破25.5%+的效率。為實現(xiàn)極致的鈍化、吸光等效果，在i層、a層、p層、n層硅基礎(chǔ)上演變出的多層結(jié)構(gòu)或?qū)⒊蔀橹髁?，對工藝掌控、設(shè)備性能等方面提出更高要求。圖10：華晟異質(zhì)結(jié)電池在正面制備微晶硅層形成單面微晶電池13資料來源：華晟新能源官網(wǎng)，中國銀河證券研究院提效—改進封裝工藝資料來源：賽伍技術(shù)官網(wǎng)，中國銀河證券研究院光轉(zhuǎn)膜或成標(biāo)配。HJT微/非晶硅中的硅氫鍵會被紫外光破壞，導(dǎo)致功率、壽命降低。傳統(tǒng)解決方案為使用UV截止膜來阻擋紫外光，但吸收到的光能量會降低。而光轉(zhuǎn)膠膜能將紫外光轉(zhuǎn)換成可見光再被電池吸收，從而提升組件發(fā)電量，實證數(shù)據(jù)表明其能提升1-2%的組件功率。目前行業(yè)頭部企業(yè)基本完成導(dǎo)入。高阻水性材料進一步保障產(chǎn)品壽命，提升長期效率。此外，HJT特殊的材料、結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其極易受水氣影響，常規(guī)封裝材料無法應(yīng)對挑戰(zhàn)。目前行業(yè)正在導(dǎo)入丁基膠作為HJT封裝材料，預(yù)計年底有望實現(xiàn)導(dǎo)入。圖11：光轉(zhuǎn)膜組件發(fā)電量提升效果 圖12：賽伍技術(shù)單玻（左）及雙玻（右）HJT電池組件封裝解決方案中應(yīng)用光轉(zhuǎn)膠膜資料來源：華晟新能源官網(wǎng)，中國銀河證券研究院14創(chuàng)

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任15提效—N型硅片質(zhì)量提升N型硅片制備技術(shù)逐漸成熟，品質(zhì)不斷提升。截止目前，N型硅片少子壽命已由最初的500μs提升至2000μs左右，氧含量下降由14ppma下降至11-12ppma。預(yù)切片、清洗吸雜等處理工序進一步提升硅片質(zhì)量從而提升電池效率。據(jù)晉能科技測算，通過前處理工藝可降低缺陷密度及損耗，可實現(xiàn)0.2-0.3%左右的效率提升。圖9：降低硅片氧含量來減輕甚至解決硅片氧同心圓問題資料來源：《效率25%+異質(zhì)結(jié)電池及可靠性研發(fā)進展》通威股份，中國銀河證券研究院降本—薄片化雖然硅片越薄短路電流會越少，但是HJT非晶硅層可以幫助形成更高的開路電壓，即原理上HJT硅片減薄不會明顯影響效率。此外HJT生產(chǎn)工藝簡單且使用低溫環(huán)境，不易產(chǎn)生碎片。目前頭部企業(yè)已做到110~130μm厚度，行業(yè)正在沖擊100μm厚度，TaiyangNews研究報告顯示HJT已有80微米厚度的實現(xiàn)路徑。硅料價格為150元/kg時，硅片厚度每減薄10微米可以帶來單瓦硅成本0.01元左右的降低。圖13：使用100μm左右的硅片厚度的HJT效率仍處于25%+的高水平 圖14：不同電池技術(shù)路線的硅片厚度變化趨勢（μm）16降本—硅片資料來源：華晟新能源，中國銀河證券研究院資料來源：華晟新能源，中國銀河證券研究院半棒半片：硅棒開方后再將其分成兩個半棒。技術(shù)上，整片厚度難突破120μm，而半片更易實現(xiàn)薄片化，2023年5月高測股份首次展示利用半片工藝制造的60μm超薄硅片。邊皮切割：HJT對硅棒的邊皮料利用率更高，可提高硅棒使用率，可助力硅成本下降約15%。氧含量容忍度更高：HJT較TOPCon可使用更高氧含量的頭尾料，可進一步降低約30%硅成本。圖15：邊皮切割表3：G12

N半型硅片邊皮切割成本是整片切割的約85%公司外購邊材外購方棒片厚(μm)130130單價(元/kg)125205每公斤出片pcs41.9748.62硅料單片成本(元)3.154.22硅塊加工成本(元)0.18/切片單片成本(元)0.8840.763合計(元)4.224.9817降本—銀耗據(jù)PV

Infolink數(shù)據(jù)，2022年HJT非硅成本約為0.28元/W，顯著高于PERC的0.16元/W和TOPCon的0.19元/W，非硅成本中占比約50%是銀耗。HJT電池為雙面結(jié)構(gòu)，總銀耗量更高。據(jù)CPIA統(tǒng)計，2022年P(guān)ERC平均銀漿耗量僅

91mg/

片（

同比-5.6%

）

，TOPCon約115mg（同比-20.7%），HJT約127mg（同比-33.2%）。與PERC

、TOPCon

不同，

HJT

由于工藝特殊性需要使用低溫銀漿,

企業(yè)傾向于使用價格更昂貴但更成熟的進口銀漿，進一步增加了漿料成本。圖16：PERC、HJT與TOPCon銀漿耗量/mg變化趨勢18資料來源：

CPIA

，中國銀河證券研究院19降本—銀耗資料來源：華晟新能源，中國銀河證券研究院方法一：優(yōu)化柵線?？梢愿倪M印刷工藝，結(jié)合鋼板印刷等方法將細柵細化；可以采用SMBB技術(shù)（增加主柵數(shù)、降低主柵寬度），既能提高電流傳輸效率也能直接降低銀耗，還能增強電池應(yīng)變能力；可以采用無主柵（0BB）技術(shù)，即主柵不用銀漿而直接使用導(dǎo)電線、焊帶，大幅降低銀漿耗量。SMBB已成N型電池技術(shù)標(biāo)配工藝，部分頭部異質(zhì)結(jié)企業(yè)已實現(xiàn)量產(chǎn)18+BB。0BB技術(shù)實現(xiàn)路徑多，發(fā)展最早最成熟的是瑞典Meyer

Burger的SmartWire技術(shù)，REC已采用該技術(shù)；德國Schimid、美國GT也采用類似方法。國內(nèi)受專利限制，更多采用點膠焊接的方式，我們預(yù)計仍需半年至一年來實現(xiàn)成熟的量產(chǎn)導(dǎo)入。圖17：主柵數(shù)量演化及SMBB技術(shù)示意圖 圖18：SmartWire技術(shù)示意圖20降本—銀耗方法二，銀包銅。通過調(diào)整漿料中銀、銅和助劑的比例實現(xiàn)性能不減并降低銀耗。對比純銀漿，銀包銅漿料可降本20%-50%。銀包銅技術(shù)已成為HJT降本必經(jīng)之路，目前50%銀含量的實證數(shù)據(jù)無問題，正在突破40%以下的超低比例漿料。各企業(yè)正陸續(xù)進行量產(chǎn)導(dǎo)入，預(yù)計年底將全面使用銀包銅漿。目前華晟最新產(chǎn)線已實現(xiàn)單片銀耗100mg，公司計劃今年全面應(yīng)用銀包銅+0BB技術(shù)后進一步降至70mg，折合單瓦銀耗僅10mg以下，成本降至0.08元/W。圖19：銀包銅漿料結(jié)構(gòu)示意圖及實驗室測試數(shù)據(jù) 圖20：實證數(shù)據(jù)顯示50%銀含量的銀包銅漿料對電池性能影響較小正面銀包銅漿料Ag含量背面銀包銅漿料Ag含量21降本—銀耗方法三，電鍍銅技術(shù)。不經(jīng)絲網(wǎng)印刷，直接在TCO上電鍍沉積Cu電極，完全替代銀且可提升轉(zhuǎn)換效率，降本增效空間最大，但同時面臨設(shè)備不成熟、成本高、環(huán)保審批挑戰(zhàn)大等問題，技術(shù)路線亦未確定。資料來源：邁為股份官網(wǎng)，《2020年中國光伏技術(shù)發(fā)展報告——晶體硅太陽能電池研究進展》，中國銀河證券研究院2022年8月1日，邁為結(jié)合澳大利亞金屬化公司SunDrive的電鍍銅技術(shù)實現(xiàn)了26.41%的HJT電池紀錄。目前國內(nèi)華晟、通威等頭部HJT企業(yè)已有demo線測試。據(jù)東方日升測算，當(dāng)電鍍銅技術(shù)能實現(xiàn)效率+0.5%、單瓦成本達到0.05元時，將具備量產(chǎn)導(dǎo)入能力。我們預(yù)計該技術(shù)還需2年左右觀察期。圖21：常規(guī)電鍍銅技術(shù)新增工藝及重點環(huán)節(jié)創(chuàng)

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任22降本—設(shè)備清洗制絨非晶硅薄膜沉積TCO膜沉積金屬化交鑰匙能力邁為股份√√√√鈞石能源√√√捷佳偉創(chuàng)√√√√H2GEMINI√√√理想萬里暉√Applied

Materials√√INDEOtec（實驗室規(guī)模）√√Rena（德國）√Singulus（德國）√√非硅成本中設(shè)備折舊是第二大成本項，設(shè)備降本是HJT大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的必要條件。核心鍍膜環(huán)節(jié)中主流路線為PECVD+PVD，另外也存在熱絲CVD、RPD等路線。目前國內(nèi)異質(zhì)結(jié)設(shè)備已全球領(lǐng)先，其中邁為、捷佳等已具備整線交鑰匙能力，鈞石、理想等鍍膜設(shè)備性能突出。由于國產(chǎn)化率和下游需求較高，我們認為當(dāng)下設(shè)備降本能力相對較弱，電池企業(yè)更需要提升自動化、生產(chǎn)效率、擴大產(chǎn)能來降低單瓦成本。2022年設(shè)備基本維持4億/GW水平，但新增了雙面微晶、退火除雜等功能。華晟最新產(chǎn)線設(shè)備成本實現(xiàn)3.5億/GW，行業(yè)目標(biāo)年底有望實現(xiàn)3億/GW。表4：HJT電池生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商資料來源：TaiyangNews，公司產(chǎn)品手冊，中國銀河證券研究院23降本—靶材靶材是沉積TCO薄膜的關(guān)鍵材料，ITO（氧化銦錫）是靶材首選（制成的ITO薄膜導(dǎo)電率高、可見光透過率高、物理化學(xué)穩(wěn)定性強），但銦價格昂貴。主要降本方向包括：1）國產(chǎn)化：據(jù)華經(jīng)情報網(wǎng)統(tǒng)計，2020年我國靶材市場外企占比近70%，大尺寸高純靶材主要被日企壟斷。近年靶材國產(chǎn)化進程加速，其中隆華科技已通過隆基、通威、華晟等企業(yè)產(chǎn)線驗證，映日科技已進入晉能集團供應(yīng)鏈體系。2）提升利用率：通過調(diào)整激發(fā)磁場，優(yōu)化靶材縱向尺寸來提升靶材利用率，單瓦可節(jié)省0.02-0.04元。3）去銦化：相比于ITO，采用鋅為原料的AZO靶材性成本更低、光學(xué)性能更佳，有望成為良好替代品，但仍需解決電學(xué)性能差的問題。據(jù)德國Juelich機構(gòu)研究，理論上AZO靶材可降低50%~85%的銦耗。銦的綜合性能更高，理論上降銦會導(dǎo)致效率損失，但是2022年3月隆基采用無銦靶材的HJT電池實現(xiàn)了25.4%的紀錄，進一步證實去銦化在降本增效進程中的可行性。目前邁為與華晟正在驗證背面AZO替代方案的可行性，華晟預(yù)計2024年實現(xiàn)無銦TCO應(yīng)用，結(jié)合其他技術(shù)實現(xiàn)26%的電池轉(zhuǎn)換效率。24頭部企業(yè)積極布局資料來源：各公司官網(wǎng)，中國銀河證券研究院公司項目已投產(chǎn)在建規(guī)劃2022年底2023年底2025年底湖州長興0.821.280.822.0210愛康科技贛州（N型TOPCON）5514.5舟山（表外）39312宣城2.78.3102.71121大理2.552.55華晟新能源合肥5.45.4無錫3.65明陽智能鹽城23225雙流0.20.20.20.2通威股份合肥0.250.250.250.25金堂1111金剛光伏吳江1.21.21.21.2酒泉4.84.84.8潞能能源張家港1111東方日升金壇0.540.54.54.5寧海510520晉能科技晉中0.20.20.2-其他1.7191403.513.127.2合計14.45018513.463.8138表5：布局HJT電池主要企業(yè)梳理（單位：GW）創(chuàng)

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當(dāng)

責(zé)

任25表6：要已面市HJT產(chǎn)品型號及相關(guān)信華晟喜馬拉雅系列東方日升伏羲系列晉能科技JNHM系列金剛光伏JG系列愛康科技iPower組件產(chǎn)品示意圖23電池：M6-12BB(140μm)、G12-15BB(130μm)電池：G12-12BB(150μm)組件：G12/80版型(425W)、G12/90版型(480W)、G12/100版型(530W)、G12/110版型(585W)、G12/120版型(650W)、G12/132版型(710W)、組件：G12/132版型(720W)、組件：M6/120版型(395W)、電池：G12-12BB(150μm)型號G12/120版型(635W)、G10/144組件：G12/132版型(700W)M6/140版型(475W)、組件：G12/120版型(635W)、版型(600W)、G10/108版型G12/132版型(720W)G12/132版型(700W)(450W)、M6/144版型(500W)、M6/120版型(400W)效率電池：最高25.2%組件：最高23.23%電池：最高25.5%組件：最高22.5%電池：最高25%+組件：最高23%電池：最高24.7%組件：22.6技術(shù)光注入、吸雜退火、半棒半片切割、超薄硅片、光轉(zhuǎn)膜、單面微晶、SMBB、銀包銅等半棒半片切割、超薄硅片、光轉(zhuǎn)膜、單面微晶、0BB、銀包銅等吸雜、半棒半片切割、超薄硅片、光轉(zhuǎn)膜、單面微晶、0BB、銀包銅等超薄片硅片、半棒半片切割、單面微晶、SMBB、銀包銅等超薄硅片、半棒半片切割、SMBB等頭部企業(yè)積極布局（續(xù)）資料來源：各公司官網(wǎng)，各公司公告，中國銀河證券研究院鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進程加速優(yōu)勢突出目前用作薄膜太陽能電池材料的鈣鈦礦主要指的是有機無機雜化鈣鈦礦，它是一類具有正八面體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)ABX3化合物。典型體系有甲胺鉛碘（MAPbI3）、甲脒鉛碘（FAPbI3）等，是最先進的光伏材料。鈣鈦礦最大優(yōu)勢在于效率潛力大，僅用10年實驗室效率就提升了10%+至25.8%，而晶硅電池用了近30年；單結(jié)鈣鈦礦電池理論效率33%亦大于晶硅電池極限。鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池實驗室已來到33.2%。圖23：單結(jié)鈣鈦礦電池與疊層電池實驗室效率資料來源：NREL，中國銀河證券研究院資料來源：《鈣鈦礦光伏組件的產(chǎn)業(yè)化路徑》吳顏亮，中國銀河證券研究院圖22：銀包銅漿料結(jié)構(gòu)示意圖及實驗室測試數(shù)據(jù)27優(yōu)勢突出（續(xù)）28鈣鈦礦電池的綜合優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：鈣鈦礦是人工合成材料，根據(jù)配方不同可調(diào)整帶隙，因此材料可設(shè)計性極強，對光譜吸收的范圍更廣；光吸收系數(shù)高，是晶硅的百倍，電池也不需要做的太厚；不含有任何稀缺材料，材料成本極低；產(chǎn)業(yè)鏈條、工序流程較晶硅電池大大縮短，生產(chǎn)效率極高，據(jù)極電光能測算，投資成本可縮減50%左右；組件端降本空間巨大，較晶硅組件有50%左右的降本空間；對雜質(zhì)、缺陷容忍度能力更強，更易實現(xiàn)高效率以及大規(guī)模制備推廣；外觀、形態(tài)可調(diào)，應(yīng)用場景更廣，如BIPV、弱光室內(nèi)應(yīng)用、可穿戴與便攜式電源等；碳足跡更低，全生產(chǎn)過程能耗僅晶硅的1/3.6，能量回收期僅晶硅的1/4；弱光性能更好、溫度性能更好、無PID和LID效應(yīng)，實證數(shù)據(jù)顯示，鈣鈦礦電池發(fā)電出力更高，較晶硅增幅10%。產(chǎn)業(yè)化難點一：大面積制備電池面積擴大一般會降低電池效率，而鈣鈦礦的結(jié)晶特性使得大面積電池制備造成的效率損失更大。主要原因：1）制膜工藝局限性導(dǎo)致鈣鈦礦薄膜性能變差；2）非光活性面積增大導(dǎo)致電流密度減??；3）結(jié)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)致串聯(lián)電阻增大。其中鈣鈦礦薄膜質(zhì)量是最主要因素。圖25：當(dāng)前工藝局限性導(dǎo)致的幾大鈣鈦礦薄膜沉積問題資料來源：《鈣鈦礦光伏組件的產(chǎn)業(yè)化路徑》極電光能，《面向產(chǎn)業(yè)化的鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)疊層太陽電池技術(shù)開發(fā)》通威股份，中國銀河證券研究院圖24：鈣鈦礦電池（PSC）效率受面積變化影響最大資料來源：《Scalable

frabrication

of

perovskite

solar

cells》，中國銀河證券研究院29極電光能—“原位固膜”法制備鈣鈦礦薄膜極電光能基于鈣鈦礦成核結(jié)晶機理，自主研發(fā)了“原位固膜”技術(shù)即真空溶液兩步法。步驟：首先使用真空蒸鍍法形成干法骨架，然后使用溶液法在骨架基礎(chǔ)上反應(yīng)形成鈣鈦礦薄膜。該類方法難點在于骨架形貌控制、固液反應(yīng)控制、配方效率等。優(yōu)勢：膜層質(zhì)量高、性能好，工藝窗口寬易大面積放大，適用不平整底電池，兼容疊層電池。資料來源：

《鈣鈦礦光伏組件的產(chǎn)業(yè)化路徑》極電光能，中國銀河證券研究院圖26：極電光能鈣鈦礦薄膜制備方法30通威股份—主攻鈣鈦礦+異質(zhì)結(jié)疊層電池兩端電池：在HJT底電池上直接制備鈣鈦礦電池成本低、易量產(chǎn)、工藝較復(fù)雜，頂/底電池工藝匹配挑戰(zhàn)大31四端電池：頂/底電池分別制備，兩者僅有光學(xué)耦合作用；各層制造簡單、組合靈活，頂電池與底電池相互獨立，但系統(tǒng)端設(shè)計復(fù)雜資料來源：《面向產(chǎn)業(yè)化的鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)疊層太陽電池技術(shù)開發(fā)》通威股份，中國銀河證券研究院通威股份于22Q2建立鈣鈦礦疊層實驗室，與自身異質(zhì)結(jié)、TOPCon研發(fā)形成協(xié)同。考慮到量產(chǎn)經(jīng)濟性、可實現(xiàn)性以及自身工藝積累等因素，公司選擇兩端疊層的鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)電池路線。圖27：鈣鈦礦兩端疊層電池和四端底層電池的對比通威股份—蒸鍍+溶液法制備鈣鈦礦薄膜在鈣鈦礦層制備方面，通威同樣選擇了蒸鍍+溶液兩步法，大面積制備將采用線源蒸鍍+狹縫涂布方案。目前公司通威已完成實驗室研發(fā)，成功制備了骨架可控、均勻覆蓋、無碘化鉛殘留的高效鈣鈦礦層。資料來源：

《面向產(chǎn)業(yè)化的鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)疊層太陽電池技術(shù)開發(fā)》通威股份，中國銀河證券研究院32圖28：通威鈣鈦礦+硅基疊層電池方案及大面積制備方案圖29：通威兩步法制備的高性能鈣鈦礦層SEM圖資料來源：

《面向產(chǎn)業(yè)化的鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)疊層太陽電池技術(shù)開發(fā)》通威股份，中國銀河證券研究院33通威股份—蒸鍍+溶液法制備鈣鈦礦薄膜+2023年4月，公司小面積（約1

cm2

）鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池研發(fā)效率突破28.4%。圖30：通威鈣鈦礦硅疊層電池效率趨勢資料來源：《面向產(chǎn)業(yè)化的鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)疊層太陽電池技術(shù)開發(fā)》通威股份，中國銀河證券研究院34曜能科技—高分子材料包覆+準平面化技術(shù)產(chǎn)業(yè)用硅片較實驗室用硅片的表面更粗糙，會造成后續(xù)鈣鈦礦工藝困難并影響電池效率。曜能科技使用高分子量聚合物材料作為傳輸層，同時實現(xiàn)對底電池粗糙表面的包覆，再使用一步濕法工藝直接形成鈣鈦礦膜。該方法不僅簡化了工藝流程，同時保證了器件的重復(fù)性、穩(wěn)定性及效率。在光學(xué)管理上開發(fā)了準平面技術(shù)，雖然陷光能力不如全絨面結(jié)構(gòu)，但最大優(yōu)勢是降低了工藝和設(shè)備成本，一步法即可形成高性能、穩(wěn)定性強的鈣鈦礦層。2023年初公司，1cm2

疊層電池研發(fā)效率達32.44%，接近世界紀錄33.2%；25cm2產(chǎn)品效率達30.83%，創(chuàng)造了該尺寸世界紀錄。圖31：曜能科技利用高分子材料對晶硅表面進行包覆（黃色區(qū)域為包覆良好，白色區(qū)域為未包覆區(qū)域）polyTPD

15k包覆情況polyTPD

200k包覆情況資料來源：

《鈣鈦礦晶硅兩端疊層電池的研發(fā)進展》曜能科技，中國銀河證券研究院聚合物分子量提升,包覆效果更好35仁爍光能—全鈣鈦礦疊層電池資料來源：

《全鈣鈦礦疊層電池效率提升策略》仁爍光能，中國銀河證券研究院仁爍光能利用全溶液法印刷鈣鈦礦疊層電池，同時設(shè)計了特有的截面保護層（ALD沉積新型隧穿結(jié)結(jié)構(gòu)）來助力大面積疊層組件量產(chǎn)；其通過配方優(yōu)化提高了電流密度，實現(xiàn)了高效率了全鈣鈦礦疊層電池。公司制備了20cm2的全球首個全鈣鈦礦疊層電池組件，實現(xiàn)了24.5%的效率記錄。圖32：仁爍光能全鈣鈦礦疊層電池結(jié)構(gòu) 圖33：仁爍光能全鈣鈦礦疊層電池制造流程及隧穿結(jié)示意圖資料來源：

《全鈣鈦礦疊層電池效率提升策略》仁爍光能，中國銀河證券研究院36產(chǎn)業(yè)化難點二：穩(wěn)定性鈣鈦礦穩(wěn)定性主要受鈣鈦礦材料穩(wěn)定性、功能層/電極的穩(wěn)定性和環(huán)境因素影響：1）鈣鈦礦材料在高水氧、高溫及長光照下易發(fā)生分解、相變等反應(yīng)，造成組件效率降低甚至失效；2）功能層/電極一方面易受水氣、光照影響分解，另一方面會與吸光層反應(yīng)致其分解，從而使組件衰退。目前科學(xué)界通過材料、工藝和結(jié)構(gòu)等方面優(yōu)化已基本解決穩(wěn)定性問題。時間單位所用器件技術(shù)方案老化條件結(jié)果2017EPFL-Nazeerudddin組件2D-PVSK界面鈍化1sun/55℃/12000h無衰退2019Oxford-Sanith電池離子液體鈍化1sun/75℃/1900h<5%2020UNSW-M.Gree課題組電池FA-基材料，丁基膠封裝DH1800，HF75<5%2022沙特國王大學(xué)電池3D/2D鈣鈦礦材料DH1000<5%2022普林斯頓電池2D-PVSK界面鈍化，雙重封裝1.2sun/35-110℃/65%RHT80>302022萊斯大學(xué)電池3D/PP-2Dbilayer1sun/60℃/75%RHT99>2000h資料來源：《鈣鈦礦光伏組件的產(chǎn)業(yè)化路徑》極電光能，中國銀河證券研究院表7：科學(xué)層面針對穩(wěn)定性已有經(jīng)過驗證的解決方案鈣鈦礦器件穩(wěn)定性鈣鈦礦材料穩(wěn)定性受濕氣、溫度、光照影響分解、相變；受其它層影響定性光致反應(yīng)、衰減；功能層/電極穩(wěn)

離子擴散后破壞吸光層外部因素濕度/空氣高溫光照解決方案加強封裝：POE膠膜、丁基膠封邊等；材料優(yōu)化：對鈣鈦礦材料、功能層材料改良，通過改性或添加助劑提高穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)優(yōu)化：加入緩沖層/鈍化層；資料來源：《鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性研究進展及模組產(chǎn)業(yè)化趨勢》金勝利等，中國銀河證券研究院圖34：鈣鈦礦穩(wěn)定性影響因素及對應(yīng)解決是方案37極電光能通過IEC61215認證資料來源：《

鈣鈦礦光伏組件的產(chǎn)業(yè)化路徑》極電光能，中國銀河證券研究院在產(chǎn)業(yè)端，2023年-2024年將迎來鈣鈦礦組件認證潮。23年初極電光能30*30cm2尺寸小試組件已通過IEC61215認證，0.72m2組件正在認證中，公司預(yù)計于2024年完成野外環(huán)境驗證。圖35：極電光能穩(wěn)定性突破成果及規(guī)劃38纖納光電—全球首家鈣鈦礦全體系認證資料來源：《

鈣鈦礦光光伏技術(shù)的量產(chǎn)落地及商業(yè)化突破》纖納光電，中國銀河證券研究院2022年5月纖納光電全球首發(fā)鈣鈦礦商用組件α（1.2*0.6m2），7月正式出貨5000片組件用于分布式光伏。2023年1月該產(chǎn)品經(jīng)過VDE權(quán)威認證，通過行業(yè)最重要基礎(chǔ)標(biāo)準IEC61215、IEC61730的認證，證明該產(chǎn)品已具備進入市場的條件，公司也是全球唯一一家通過這些認證的企業(yè)。圖36：纖納光電鈣鈦礦大面積組件α通過VDE的權(quán)威認證 圖37：使用纖納光電組件的浙江衢州分布式項目已并網(wǎng)運行資料來源：《

鈣鈦礦光光伏技術(shù)的量產(chǎn)落地及商業(yè)化突破》纖納光電，中國銀河證券研究院創(chuàng)

造

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富

/

擔(dān)

當(dāng)

責(zé)

任產(chǎn)業(yè)化進程加速39表8：布局領(lǐng)先的部分鈣鈦礦電池組件企業(yè)公司成立時間技術(shù)路線產(chǎn)業(yè)化進程纖納光電2015剛性單結(jié)2021年底投產(chǎn)100MW產(chǎn)線；2022年7月實現(xiàn)5000片α組件出貨，產(chǎn)品通過IEC61215/61730認證；規(guī)劃浙江衢州生產(chǎn)基地項目，總體規(guī)劃5GW，總投資54.6億。協(xié)鑫光電2010剛性單結(jié)2021年9月完成100MW量產(chǎn)生產(chǎn)線并進行試生產(chǎn)，組件尺寸1mx2m，預(yù)計2023年達產(chǎn)，效率目標(biāo)18%；極電光能2018剛性單結(jié)2022年底投產(chǎn)150MW產(chǎn)線；23年初極電光能30*30cm2尺寸小試組件已通過IEC61215認證，0.72m2組件正在認證中，公司預(yù)計于2024年完成野