(1)基本定義1839年德國(guó)礦物學(xué)家GustavRose發(fā)現(xiàn)礦物質(zhì)鈦酸鈣CaTi03后，(2)結(jié)構(gòu)組成族元素離子如碘離子I-、溴離子Br-、氯離子Cl-等。傳統(tǒng)鈣鈦(CaTi03)外觀(上)與主流鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(下)M貼2.效率原理(1)效率理論基礎(chǔ)根據(jù)Shockley-Queisser極限，單結(jié)太陽(yáng)能電池吸光材料的禁帶寬度在1.34eV時(shí)，理論光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)最高的33.7%。鈣鈦礦材料因帶隙可調(diào)節(jié)，能通過(guò)調(diào)整組分實(shí)現(xiàn)接近最優(yōu)帶隙，單結(jié)效率上限可達(dá)30%以上，疊層技術(shù)下效率上限更有望接近45%。(2)提效優(yōu)勢(shì)鈣鈦礦電池具備光電損失小的特點(diǎn)，在光吸收和電荷傳輸方面表現(xiàn)優(yōu)異。近20年在實(shí)驗(yàn)室效率端已追趕晶硅數(shù)十年發(fā)展，提效速度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)晶硅電池。光伏電池效率進(jìn)展路線圖aM照8E3.發(fā)展歷程鈣鈦礦太陽(yáng)能電池自結(jié)構(gòu)提出以來(lái)，實(shí)驗(yàn)室級(jí)量產(chǎn)效率快速提升。早期主要處于理論研究和小面積電池研發(fā)階段，隨著技術(shù)突破，逐步進(jìn)入中試線建設(shè)階段。2022-2023年百M(fèi)W中試線密集落地，經(jīng)過(guò)兩年多穩(wěn)定運(yùn)行和小規(guī)模出貨，目前正邁向GW級(jí)產(chǎn)線落地投產(chǎn)的關(guān)鍵階段。二、鈣鈦礦與晶硅電池1.效率表現(xiàn)對(duì)比(1)理論效率極限晶硅電池理論效率極限為29.4%,考慮現(xiàn)實(shí)中的光學(xué)和電學(xué)損失，最終可達(dá)到的效率上限約27-28%。鈣鈦礦單結(jié)效率上限超30%,雙結(jié)疊層效率上限更有望接近45%,顯著高于晶硅電池。(2)實(shí)際效率進(jìn)展當(dāng)前晶硅電池實(shí)驗(yàn)室效率最高已達(dá)27.81%,N型電池量產(chǎn)效率鈣鈦礦目前最高單結(jié)效率已達(dá)27%,接近晶硅電池實(shí)驗(yàn)室記錄，疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率也在持續(xù)突破，如協(xié)鑫光電2048cm2鈣鈦礦晶硅疊層組件穩(wěn)態(tài)效率突破29.51%。光伏電池量產(chǎn)效率不斷提升2024-2030年各種電池技術(shù)平均轉(zhuǎn)換效率變化23.50%23.60%23.70%23.70%23.70%23.70%2024202520262027(1)量產(chǎn)成本目前百M(fèi)W級(jí)鈣鈦礦量產(chǎn)成本約1-1.5元/W,預(yù)計(jì)GW級(jí)有望降至而晶硅電池由于產(chǎn)業(yè)鏈成熟，當(dāng)前價(jià)格在0.6元+/W,但鈣鈦礦(2)產(chǎn)能投資需5-10億元，處于起步階段。玻璃玻璃緩沖層(二)緩沖層(一)3.性能特性對(duì)比(1)弱光效應(yīng)鈣鈦礦材料在可見(jiàn)光范圍吸收系數(shù)可達(dá)10^5cm^-1,具備高光捕獲能力，且?guī)督咏豕庀码姵刈罡咝仕鑾叮陉幱晏鞖夂腿粘鋈章涞热豕猸h(huán)境均能工作。晶硅電池弱光效應(yīng)差，陰雨天氣和日出日落基本不工作。(2)溫度效應(yīng)鈣鈦礦電池溫度效應(yīng)低，受溫度影響小，適合極端低溫和高溫環(huán)境。晶硅電池溫度效應(yīng)高，受溫度影響較大，效率隨溫度升高下降更(3)柔性特性鈣鈦礦電池易于制備為柔性電池，可應(yīng)用于更多場(chǎng)景。晶硅電池難以制備為柔性電池，應(yīng)用場(chǎng)景受限。4.使用壽命對(duì)比晶硅電池使用壽命(T80)可達(dá)25年以上，技術(shù)成熟穩(wěn)定。鈣鈦礦電池目前使用壽命相對(duì)較短，T80約4000小時(shí)(約0.3年),但測(cè)試，戶外電站運(yùn)行觀測(cè)正持續(xù)進(jìn)行。鈣鈦礦晶硅1.百M(fèi)W中試線發(fā)展階段(1)落地時(shí)間與廠商年建成100MW量產(chǎn)線(研發(fā)),纖納光電2021年12月100MW產(chǎn)線落成，極電光能2022年12月150MW產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)行等。(2)運(yùn)行成果經(jīng)過(guò)2年多穩(wěn)定運(yùn)行和小規(guī)模出貨，百M(fèi)W中試線驗(yàn)證了鈣鈦礦生產(chǎn)工藝的可行性。產(chǎn)效率從16%逐步提升至19%,為GW級(jí)產(chǎn)線建設(shè)積累了經(jīng)驗(yàn)。(1)已投產(chǎn)產(chǎn)線全球首條GW級(jí)鈣鈦礦組件生產(chǎn)線投入量產(chǎn)，每年產(chǎn)出約180萬(wàn)片鈣(2)規(guī)劃投產(chǎn)產(chǎn)線年年底投產(chǎn)第一條GW線的500兆瓦，仁爍光能預(yù)計(jì)2026年GW級(jí)投2023年2024年底突破20%,疊層效率27%+年年(1)協(xié)鑫光電2025年計(jì)劃完成第一條GW線的500兆瓦安裝并年底投產(chǎn)，目標(biāo)未來(lái)組件效率提升至25%以上，且首家通過(guò)萊茵公司的三倍IEC測(cè)試。(2)纖納光電量產(chǎn)線投產(chǎn)，小組件效率23.9%,實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)27%,預(yù)計(jì)2025年下(3)極電光能2018年開(kāi)始鈣鈦礦技術(shù)研發(fā)，2022年12月150MW產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)行，2023年效率達(dá)18%,2024年GW級(jí)量產(chǎn)線首片組件下線，2025年全球(4)仁爍光能2021年12月由南京大學(xué)譚海仁教授創(chuàng)立，2022年8月建成10MW疊層產(chǎn)線，2023年常熟150MW建成，2024年投產(chǎn)，2025年量產(chǎn)目標(biāo)22%,GW級(jí)在建，預(yù)計(jì)2026年GW級(jí)投產(chǎn)，專注全鈣鈦礦疊層技(1)技術(shù)特點(diǎn)單結(jié)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)類似三明治5層結(jié)構(gòu)，光電損失相對(duì)較小。目前采用平面反式結(jié)構(gòu)，量產(chǎn)效率穩(wěn)步提升，頭部廠商已突破19%,預(yù)計(jì)2025年可達(dá)20%+。(2)應(yīng)用場(chǎng)景單結(jié)鈣鈦礦依靠差異化求存，在弱光發(fā)電方面有優(yōu)勢(shì)，可帶來(lái)發(fā)電量增加10%+,適合推出柔性、玻璃幕墻等差異化市場(chǎng)產(chǎn)品，如柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能傘、建筑玻璃BAPV等。2.疊層鈣鈦礦技術(shù)路線(1)2端子疊層技術(shù)兩結(jié)疊層電池為主要應(yīng)用方向，鈣鈦礦/晶硅疊層目前效率最高可達(dá)32%+。但兩端子疊層技術(shù)難度更高，短期量產(chǎn)難度較大，對(duì)互聯(lián)層技術(shù)要求高。(2)4端子疊層技術(shù)協(xié)鑫光電等運(yùn)用4端子疊層技術(shù)實(shí)現(xiàn)電壓匹配，量產(chǎn)可行性更高，預(yù)計(jì)2025年下半年有望推向市場(chǎng)。當(dāng)前4端子效率達(dá)26.36%,通過(guò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電。兩端子電池結(jié)構(gòu)及示意圖rocombihatonbyur(Two-junctionsolarcl寬帶隙頂電池窄帶隙底電池(1)技術(shù)優(yōu)勢(shì)原有產(chǎn)線和技術(shù)積累，降本增效。多家硅電池廠商涉足該領(lǐng)域，如隆基綠能HJT-鈣鈦礦疊層電池實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換效率達(dá)34.6%,牛津光伏實(shí)驗(yàn)室效率28.9%,2021年在德國(guó)建立100MW工廠，小批量量產(chǎn)電池效率26.8%。公司2021年在德國(guó)勃蘭登堡州建立100MW工廠，目前小批量量產(chǎn)電池效目標(biāo)效率28%以上目標(biāo)效率30%百M(fèi)W級(jí)中試線建設(shè)中，完成大型蒸鍍、涂布、噴墨打印等設(shè)備采購(gòu)MW級(jí)試驗(yàn)線搭建中(5-10MW)曜能光電5MW試驗(yàn)線搭建中隆基綠能試驗(yàn)線搭建已完成，產(chǎn)能可保證基礎(chǔ)的21晶澳科技國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)建設(shè)中東方日升成功實(shí)現(xiàn)西班牙100MW異質(zhì)結(jié)伏曦Pro730W中來(lái)股份目標(biāo)效率26%以上中來(lái)股份與纖納光電科技有限公司正式簽署了鈣鈦礦疊層電池研發(fā)合作協(xié)議24年開(kāi)工，首期項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室基地，二期項(xiàng)目為中試線黑晶光電2025年2月250MWTOPCon及鈣鈦晶科能源已建立大面積鈣鈦礦電池及組件研發(fā)線，路線是Topcon-鈣鈦礦疊層計(jì)劃在10月份完成第一條GW線的500兆瓦安裝，預(yù)(1)技術(shù)優(yōu)勢(shì)(2)廠商進(jìn)展仁爍光能是專注全鈣鈦礦疊層的廠商，2022年年底日本JET認(rèn)證效率29%,鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層超32%,2025年量產(chǎn)效率目標(biāo)22%,日本JET認(rèn)證，全鈣鈦礦疊層效率達(dá)29%PerovstelperovsktetjmwcmCaVaiofRet5.技術(shù)路線優(yōu)劣(1)效率與穩(wěn)定性鈣鈦礦/晶硅疊層效率最高，全鈣鈦礦電池穩(wěn)定性最差；單結(jié)電池光電損失最小，疊層電池需解決互聯(lián)層等技術(shù)問(wèn)題。(2)成本與適用企業(yè)全鈣鈦礦電池成本度電最低，鈣鈦礦/晶硅疊層度電成本相對(duì)較高。晶硅大廠傾向選擇鈣鈦礦/晶硅疊層路線，全鈣鈦礦路線更適合五、鈣鈦礦效率與穩(wěn)定性1.效率(1)單結(jié)效率提升鈣鈦礦頭部組件廠效率陸續(xù)突破18%,極電光能1.2*0.6m單節(jié)組件效率18.2%,協(xié)鑫光電1m×2m量產(chǎn)效率破19%。效率約10%,2023年提升至18%,2024年達(dá)19%+,預(yù)計(jì)2025年達(dá)20%+。(2)疊層效率突破小面積疊層效率持續(xù)提高，2024年4月協(xié)鑫光電1.71m2疊層組件穩(wěn)態(tài)效率26.36%;2025年1月2048cm2鈣鈦礦晶硅疊層組件穩(wěn)態(tài)效率突破29.51%。預(yù)計(jì)2025年下半年27%+量產(chǎn)疊層產(chǎn)品有望面世。單結(jié)鈣鈦礦量產(chǎn)效率年均提效1pct鈣鈦礦疊層組件加速進(jìn)入市場(chǎng)頭部鈣鈦礦廠商均通過(guò)IEC61215及61730穩(wěn)定性測(cè)試，該認(rèn)證2025年6月協(xié)鑫光電通過(guò)IEC的3倍加嚴(yán)老化測(cè)試，成為全球(2)戶外電站觀測(cè)鈣鈦礦戶外電站自2023年底、2024年初逐步建設(shè)，各地體量規(guī)模約MW級(jí)別。目前戶外電站運(yùn)行約1年+,持續(xù)實(shí)證驗(yàn)證組件穩(wěn)定性，弱光發(fā)電優(yōu)勢(shì)逐步展露。3.穩(wěn)定性爭(zhēng)議(1)穩(wěn)定性問(wèn)題根源鈣鈦礦存在物理不穩(wěn)定性和化學(xué)不穩(wěn)定性。物理上材料分解能低，離子易擴(kuò)散，溫度或組分差異導(dǎo)致成分偏析或相分離；化學(xué)上具有離子鍵合特性，易與水分子、空氣反應(yīng)，光照下相分離，離子遷移累積造成晶體結(jié)構(gòu)崩塌。(2)解決預(yù)期國(guó)家級(jí)項(xiàng)目2026年結(jié)項(xiàng)，仁爍光能承接的鈣鈦礦退化機(jī)制研究課題將得出科學(xué)性結(jié)果；同時(shí)戶外電站運(yùn)行3年+后實(shí)證數(shù)據(jù)充足，預(yù)計(jì)2027年穩(wěn)定性爭(zhēng)議或有定論。鈣鈦礦離子晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不如晶硅原子晶體離子遷移材料影響水分氧氣光照溫度鈣鈦礦晶體i結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變鈣鈦礦晶體弱鈣鈦礦電池穩(wěn)定性下降界面因素環(huán)境因素A(1)產(chǎn)能增長(zhǎng)預(yù)測(cè)按照各家廠商規(guī)劃，2025年合計(jì)鈣鈦礦組件產(chǎn)能約4GW,預(yù)計(jì)2030年產(chǎn)能有望達(dá)108GW,2035年進(jìn)一步提升至308.7GW。(2)組件市場(chǎng)規(guī)模2030年預(yù)計(jì)鈣鈦礦組件產(chǎn)量約45GW,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空2035年組件產(chǎn)量約134GW,市場(chǎng)空間達(dá)1007億元。(1)地面電站需求假設(shè)2025年全球光伏裝機(jī)570GW,地面電站鈣鈦礦組件滲透率0.03%,需求0.11GW;2030年全球光伏裝機(jī)1089GW,滲透率提升至1.6%,需求11.55GW。(2)分布式場(chǎng)景需求2025年分布式鈣鈦礦組件滲透率0.1%,需求0.31GW;2030年滲透率提升至5.6%,需求32.71GW。分布式場(chǎng)景2030年有望率先提升至5.6%滲透率，地面市場(chǎng)逐步拓展。全球光伏裝機(jī)(Gw)地面電站占比(%)地面電站裝機(jī)(Gw)地面電站組件需求(Gw)鈣鈦礦組件滲透率(%)鈣鈦礦需求一地面電站(Gw)分布式占比(%)分布式裝機(jī)(Gw)分布式組件需求(Gw)鈣鈦礦組件滲透率(%)鈣鈦礦需求-分布式(Gw)鈣鈦礦滲透率-合計(jì)(%)0.1%0.1%0.1%6.1%鈣鈦礦需求-合計(jì)(Gw)(1)材料市場(chǎng)2030年鈣鈦礦組件產(chǎn)量45GW時(shí)，對(duì)應(yīng)玻璃市場(chǎng)空間122.8億元 (FTO玻璃86.3億元，背板玻璃36.5億元),封裝材料市場(chǎng)46.5億元(POE膠膜及丁基膠各23.2億元),靶材市場(chǎng)49.8億元。2035年玻璃市場(chǎng)310.6億元，封裝材料117.5億元，靶材125.9億元。(2)設(shè)備市場(chǎng)2030年設(shè)備市場(chǎng)空間250億元，其中鍍膜設(shè)備125億元，激光設(shè)備62.5億元，涂布設(shè)備37.5億元，封裝設(shè)備25億元。GW級(jí)設(shè)備2025-2030年鈣鈦礦整體市場(chǎng)空間CAGR達(dá)154%,2025-2035年CAGR達(dá)78%,增長(zhǎng)速度快，市場(chǎng)空間廣闊，展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展?jié)摿Α?1)鍍膜設(shè)備鍍膜設(shè)備價(jià)值量最高，占據(jù)設(shè)備投資絕大比例。百M(fèi)W級(jí)產(chǎn)線中鍍膜設(shè)備占比50%,生產(chǎn)百M(fèi)W級(jí)鈣鈦礦需要鍍膜設(shè)備3臺(tái)(2臺(tái)PVD,單價(jià)1000萬(wàn)/臺(tái)；1臺(tái)PRD,單價(jià)2000萬(wàn)/臺(tái))。未來(lái)鍍膜設(shè)備國(guó)產(chǎn)(2)涂布設(shè)備百M(fèi)W級(jí)產(chǎn)線中涂布設(shè)備占比25%,單臺(tái)價(jià)值1000萬(wàn)+,濕法制備需2臺(tái)，鈣鈦礦層+鈍化層合計(jì)2000萬(wàn)+。曼恩斯特等廠商已推出鈣鈦礦涂布整機(jī)產(chǎn)品，2024年6月其自(3)激光設(shè)備百M(fèi)W級(jí)產(chǎn)線中激光設(shè)備占比15%,需要3-4臺(tái)，總價(jià)值量1000-1500萬(wàn)，單臺(tái)價(jià)格250-375萬(wàn)。激光設(shè)備在鈣鈦礦電池的圖案(4)封裝設(shè)備百M(fèi)W級(jí)產(chǎn)線中封裝設(shè)備占比10%,單臺(tái)價(jià)值1200萬(wàn)左右，連同后道設(shè)備價(jià)值量共3000萬(wàn)+。封裝設(shè)備對(duì)保障鈣鈦礦組件的穩(wěn)定性至(1)玻璃及封裝材料玻璃在鈣鈦礦成本中占比