钙钛矿电池学习笔记（下）

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注本文是笔者钙钛矿电池研报阅读学习笔记，文中大量参考了东吴证券的研报，已在文末列出，强烈建议读者阅读原文

五、钙钛矿电池的生产设备

钙钛矿电池组件的生产设备主要包括镀膜设备、激光设备、涂布设备、封装设备。整个生产过程如下图所示。

具体而言，百MW级产线投资额1.2亿。其中镀膜设备价值量占比50%（需要3台，2台PVD单价1000万，1台PRD，单价2000万）；激光设备3-4台，总价值量1000-1500万，占比25%；涂布设备价值量1000万/台，占比约15%；封装设备1台，单价1200万，占比10%。

1、镀膜设备（价值量占比50%）

根据镀膜方式，镀膜设备可以分为PVD（物理气象沉积）、RPD（等离子体沉积）、ALD（表面饱和式反应）三种。其中，PVD技术又可以分为真空蒸镀法、溅镀法和离子镀法。

以反式平面组件结构为例，不同层使用的镀膜设备不同，自上而下分别为

金属对电极（背电级）主要用蒸镀PVD，此外还可以用PRD等离子反应、溅射PVD设备。

电子传输层主要使用PRD设备，或先用RPD或ALD设备制作阻隔层，再用溅镀PVD做传输层。

空穴传输层主要使用溅射PVD，也可以用蒸镀PVD。

玻璃基板衬底主要使用溅射PVD。

可关注上市公司捷佳伟创（已量产设备RPD）、晟成光伏（蒸镀设备）。

2、涂布设备（价值量占比15%）

国产化率非常高，德沪涂膜(未上市）在大尺寸狭缝涂布市占率高达70%以上。除此之外，协鑫光电、纤钠光电、无限光电、极电光能、万度光能有所布局。

3、激光设备（价值量占比25%）

激光设备主要用于钙钛矿电池P1-P4层，其中对P1-P3进行激光刻蚀，对P4层进行激光清边。

激光设备环节产业化程度是比较高的，可以关注的上市公司包括帝尔激光、迈为股份和德龙激光。

4、封装设备（价值量占比10%）

封装设备的技术主要有两代第一代封装技术使用蒸发金属喷射器和焊接金属带将电流从电池传导到外部，并密封金属带边缘；第二代封装技术通过透明的氧化铟锡电极将钙钛矿电极与金属带边缘分开。

封装设备上市公司包括弗斯迈、众能光电、京山轻机。

六、钙钛矿电池的产业化进程

1、制约因素

钙钛矿的优势在于显著的降本增效，但缺陷在于离子化合物的物理和化学性质不稳定，容易发生反应，减少寿命。即我们说的太阳能电池的不可能性三角包括效率、成本和寿命。钙钛矿的缺点在于最后一点。

此外，钙钛矿在小面积转为大面积制备的过程中，效率损失也较为严重。这里主要的原因在于均匀性和结晶性。涂布均匀性问题已得到较好解决，而在涂抹过程中，结晶已在发生，解决方法是各家秘方。

2、解决方法

为了弥补钙钛矿的不稳定性，调整配方增加添加剂是一种有效方法；或调整工艺在钙钛矿两侧做钝化层；或注重封装环节，用POE隔绝水分。

3、环保问题

钙钛矿电池含铅是不可避免的，因为其含有的碘化铅是保证钙钛矿电池效率的关键因素。且含铅钙钛矿更适合低温制备。

然而，实际上拿笔算算钙钛矿的含铅量是低于晶硅的，因此这方面也无需过度担忧。

4、各家公司的产业化进展

单结钙钛矿

协鑫光电国内第一条百兆瓦产线，大尺寸2m * 1m，当前量产效率16%，GW产能预计2024年下半年落地。

纤纳光电主流尺寸0.6*1.2m，业内最早大规模向外出货，与金晶科技达成战略合作，保证TCO剥离，预计2024年初1GW产线通线。

极电光能设备招标预计2023年年中，2023年Q1开始建设GW产线，预计2026年能有10GW。

晶硅叠钙钛矿

牛津光伏背靠牛津大学，2023年100MW产线投产，预计2024年实现10GW产能

钙钛矿叠钙钛矿

仁烁光能行业内唯一一家钙钛矿叠层，实验室效率记录，预计可以到30%以上，25年可以投入GW级别产线。

七、市场空间

按照东吴证券的测算

供给端2023年初步量产，2025年实现GW级别跑通，约7.5GW，2030年可以到142GW，年化平均行业增速超过100%，对应市场空间950亿元。

其它环节方面，设备市场空间239亿元、钙钛矿材料28亿元、玻璃市场空间259亿元、封装材料市场空间98亿元，靶材市场空间105亿元。其中，玻璃和靶材增长空间较大。

需求端BIPV是未来钙钛矿应用的主要场景，抢占薄膜电池的市场份额；此外，在CIPV车载光伏发电系统上也有应用。需求约95GW。

参考文献

东吴证券-钙钛矿行业深度报告下一代光伏电池新秀，产业化曙光初现，作者曾朵红、陈瑶