机械设备行业钙钛矿专题商业化进程加速 关注设备投资机会

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投资要点

      ⑴钙钛矿第三代太阳能电池，商业化进程有望提速钙钛矿是具有革命性的新材料。钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体（具有ABX3 的化学通式）作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿电池具有效率上限高、成本低、可叠层、柔性四大优势，是具有革命性的新材料。

      效率、稳定性为商业化核心因素，正处于快速改善阶段。效率方面，钙钛矿（小面积）实验室效率提升迅速，已经远超晶硅电池极限效率；大面积钙钛矿生产线转化效率亦有望持续提升，协鑫光电规划自身组件效率于2023 年达18%；于2024 年达20%；于2025 年达22%。

      稳定性方面，当前国内外的研究中，最大光功率输出点MPP 处的长期运行稳定性已经长达几千个小时；纤纳光电α组件已顺利通过IEC61215、IEC61730 稳定性全体系认证，可在双85 测试下工作1000小时。

      钙钛矿商业化进程提速。截至目前，国内已有三条百兆瓦级别的钙钛矿光伏组件产线建成（协鑫光电、纤纳光电、极电光能），多条百兆瓦产线、GW 级产线正在推进中。根据我们的不完全统计，2022 年钙钛矿产能约为0.47GW，2023/2024 年有望达到1.16/4.47GW。在技术与资本的双重推进下，我们认为多条GW 级别生产线有望于2023 年招标，2-3 年内落地。

      ⑵单节钙钛矿电池建议优先关注镀膜、涂布设备以协鑫光电100MW 生产线为例，单节钙钛矿生产线主要设备包括PVD 设备、涂布设备、激光设备、封装设备。具体的生产流程为阳极缓冲层——激光P1——钙钛矿涂布——阴极缓冲层——激光P2——背电极——激光P3——激光P4——封装设备。

      PVD 是钙钛矿电池核心设备，技术较为成熟，价值量占比高。PVD（物理气相沉积）设备并非新概念，其在半导体&HJT 领域已有应用，技术较为成熟。钙钛矿生产线中，PVD 设备主要用途为给电子传输层、空穴传输层以及电极等进行镀膜，因此一条生产线可能需要多套设备，这使得目前PVD 镀膜设备占钙钛矿整线的价值比例高达50%左右。

      涂布设备主要用于制备钙钛矿层，具有性价比优势。无接触的狭缝涂布工艺，可以满足当前钙钛矿层物理一致性的要求，且涂布工艺单设备投资额通常在300-400 万左右，与PVD 设备相比性价比较高。

      但后道控晶具有一定难度，膜层质量（化学一致性）仍有待提高，因此设备、工艺均尚需完善。目前上海德沪涂膜市占率达70%。

      激光工艺涉及到整个钙钛矿薄膜电池的制备流程，起分片效果。

      加工精度高、适用薄膜材料的激光是实现电路连接的关键，是整个钙钛矿电池制备的必备环节。钙钛矿电池需要分别进行3 次平行激光刻   蚀（P1-P3），并完成P4 的清边，整体价值量约10~20%。在P1-P3 的刻蚀环节，激光实现切割效果，使材料表面快速被加热到汽化并形成槽线，从而可以形成阻断电流导通的单独模块，起分片效果，以实现增大电压和串联电池的目标。

      ⑶叠层钙钛矿电池效率优势明显，光伏终极解决方案钙钛矿/晶硅叠层为晶硅电池进一步增效，或将会成为钙钛矿产业化的初期路径。钙钛矿/晶硅叠层电池需要将晶硅表面做成锯齿面，便于钙钛矿层吸光。现有技术较难实现在锯齿面上涂布钙钛矿层，因此钙钛矿/晶硅叠层电池的钙钛矿层需要更多运用PVD 镀膜技术。

      全钙钛矿叠层电池理论效率最高，度电成本最低，有望成为产业化的终极路径。全钙钛矿叠层电池的难度整体不大，主要性能取决于单节钙钛矿电池性能，难点在于由于层数的增加，需要解决下层均匀度偏差问题的累积问题，且对激光刻蚀工艺要求更高。

      ⑷建议关注设备价值量较高的镀膜设备商京山轻机、捷佳伟创；依托原有蒸镀技术，拟切入钙钛矿赛道的奥来德；提出“材料+装备+组件”三位一体规划的奥联电子；激光设备商大族激光、杰普特、帝尔激光。

      风险提示

      钙钛矿产业化进展不及预期。

来源[中邮证券有限责任公司 刘卓/陈基赟]   日期2023-02-08