钙钛矿：优势明显的第三代光伏技术
钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
钙钛矿最初是指钛酸钙（CaTiO3）这种矿物，后来将这种结构组成为ABX3的化合物一律称为钙钛矿结构化合物 。A位离子通常是有机大分子或具有大离子半径的元素，如甲胺离子（MA+）、甲脒（FA+）或铯离子（Cs+）。B位离子主要为IVA族金属元素离子，通常为二价铅离子（Pb2+）、锡离子（Sn2+）。 X位通离子常为卤素离子，主要为碘离子（I -）、氯离子（Cl-）、溴离子（Br-）等。
工作原理： 一般由透明导电基底、电子传输层（ETL）、空穴传输层（HTL）、钙钛矿层及金属电极组成。 钙钛矿层吸光产生电子-空穴对，分别被传输层材料传输出去再被电极收集，形成电流。
结构，介孔结构、平面结构，规则结构、倒置结构 ：介孔结构VS平面结构，平面结构更为简单灵活，可低温制备，有利于大面积生产。 规则平面VS倒置平面，规则结构具有较高的开路电压和短路电流，以及更高的光电转化效率，倒置结构制备工艺简单、 可低温成膜、无明显迟滞效应、光稳定性良好、适合制备叠层器件。
钙钛矿太阳能电池的优势
高效率：单结电池理论转换效率可达30%以上，叠层的理论转换效率可达40%以上。 效率快速提升：2009年仅为3.8%，目前经认证的单结电池最高效率25.7%，钙钛矿/硅叠层电池最高效率32.5%。
低成本：材料、设备成本低廉。晶硅组件的制造成本在1元/W以上，钙钛矿组件（理论上）成本可降至0.5~0.6元/W。 材料用量少：钙钛矿吸光能力高于晶硅材料。钙钛矿电池中钙钛矿层厚度约0.4um，而晶硅组件中的硅片厚度通常为 180um。 材料要求低：晶硅材料纯度必须达到6N以上才能用于制造太阳能电池，而钙钛矿只需1N就可以用于制造效率达20%以 上的太阳能电池。
工艺简单，产业链缩短：晶硅电池从硅料到组件需要4个以上不同工厂生产加工，从硅料到组件的制造时间需要3天以 上；钙钛矿只需要1个工厂，从原料进入到组件成型，总共只需不到1小时的时间。 低温制备，能耗低：晶硅在拉单晶的过程中需要900℃以上的高温工艺，而钙钛矿各功能层的加工温度不超过180℃。单 晶组件单瓦制造能耗大约是1.52KWh，而钙钛矿组件为0.12KWh。
钙钛矿电池的商业化痛点与工艺路线
钙钛矿太阳能电池的挑战
稳定性、器件面积是商业化的主要瓶颈。稳定性：纤纳α组件已通过IEC61215测试，为钙钛矿大规模商业化应用铺平了道路。 大面积：制备工艺不完善→薄膜均匀性差、缺陷增多、有效光照面积减小。
产业化探索步伐逐渐加快，设备先行 市场空间广阔
钙钛矿电池厂商产业化进展
晶硅龙头/跨界玩家多通过叠层技术切入钙钛矿领域。目前能布局钙钛矿的主流企业（上市和非上市）已超过20家，其中上市企业布局钙钛矿的在10家左右。其中老牌光伏企 业通威、东方日升等均在钙钛矿技术方面已有布局，除光伏龙头外，宁德时代、杭萧钢构、宝馨科技等跨界玩家也涉足 钙钛矿领域。
已有GW级产线规划。预计头部企业在2024年有GW级产线落地。同时行业新入者通过融资等方式投建百兆瓦级产线，百兆瓦级产线建设需求 增加。设备先行，预计2023年可以看到GW级产线设备订单落地。
钙钛矿电池产能及设备市场空间测算
需求端：基于BIPV需求测算2026年钙钛矿设备市场空间为100亿左右。随着相关企业加大布局和开发力度，钙钛矿电池的产业化探索步伐逐渐加快，预计2026年钙钛矿电池新增产能达16GW ，2030年将达161GW。 目前单GW投资约13亿元，预计2026年下降至7亿元。我们测算2026年钙钛矿设备市场空间超百亿，2030年有望达到 966亿元。
上市公司分析
捷佳伟创
公司是一家国内领先的从事晶体硅太阳能电池设备研发、生产和销售的国家高新技术企业。主要产品包括PECVD及扩散 炉等半导体掺杂沉积工艺光伏设备、清洗、刻蚀、制绒、全自动丝网印刷设备等。
公司2022年实现了PRD设备、蒸镀设备订单的落地。公司持续深入开发并获得了狭缝涂布、PVD/RPD、蒸发镀膜等设 备订单，RPD镀膜设备是捷佳伟创面向钙钛矿电池持续研发的系列核心装备之一，具有多项的自主知识产权和技术壁垒， 为新时代的光伏技术提供了更可靠的装备保证；蒸镀设备核心蒸发源由捷佳伟创研发团队自主研发，并通过创新性结构 设计实现优良的多元共蒸效果。
京山轻机
公司的核心业务是光伏+传统瓦楞包装设备。光伏占收入70%左右，光伏业务经营主体是晟成光伏，是全球的组件龙头。 钙钛矿PVD镀膜设备：具备完全自主知识产权，公司是钙钛矿设备领域的先行者和领导者，率先具备PVD镀膜设备的研 发经验和交付经验，并已具备成熟的供货能力。钙钛矿团簇型多腔式蒸镀设备：公司经过长时间研发及实验数据验证， 突破技术难关。该设备现已量产，并成功应用于多个。 公司与华中科技大学陈蓉教授团队合作研发ALD设备正在验证。该设备解决了传统ALD设备效率低的问题，有望 在电子传输层中实现应用。
奥来德
公司是国内OLED材料与应用部件细分领域的龙头企业。主要从事OLED产业链上游环节中的有机发光材料的终端材料 与蒸发源设备的研发、制造、销售及售后技术服务，其中有机发光材料为OLED面板制造的核心材料，蒸发源为OLED 面板制造的关键设备蒸镀机的核心组件。 公司立足于现有OLED蒸镀设备及材料的技术积累，正式向钙钛矿光伏电池领域进军。2022年11月公司公告建设钙钛 矿蒸镀设备开发项目、有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件开发项目，布局钙钛矿专用蒸镀设备以及空穴传输层 材料。
德龙激光
公司主要产品为精密激光加工设备和激光器，推出了针对钙钛矿薄膜太阳能电池生产整段设备。包括P0层激光打标 设备，P1、P2、P3激光划线设备，P4激光清边设备及其中一系列自动化设备，目前设备已投入客户量产线使用，率 先实现百兆瓦级规模化量产。 2022H1公司新布局的新能源业务实现了突破。2022年上半年新能源业务实现收入2,369万元，主要产品为网版印刷 激光制版设备及钙钛矿薄膜电池生产用激光加工及自动化整段设备。
奥联电子
公司从汽配跨向钙钛矿。公司原以汽车动力电子控制零部件为主营方向，2022年12月9日公司发布公告，与胥明 军共同出资设立奥联光能，计划2023年50MW钙钛矿中试线投产，2024年600MW钙钛矿装备和120MW钙钛矿 电池组件生产线投产，力争5年内形成8GW钙钛矿装备和2GW钙钛矿电池组件生产能力。
胥明军团队在钙钛矿领域经验丰富。胥明军团队曾负责完成100×100mm钙钛矿电池组件实验线全部工艺设备国 产化研制、指导完成华能清能院550×650mm钙钛矿电池组件中试线工艺设备设计且最高认证效率达到16.8%、完 成1100×1300mm钙钛矿电池100MW试产线从总体设计、实验室建设、装备设计、洁净工厂设计与施工到首套 设备入厂的一体化规划与实施。
宝馨科技
公司主营业务按行业分类：智能制造业务、新能源业务和节能环保业务。智能制造业务包括：光伏制程设备、重卡换 电（车载/站端）设备、精密数控钣金产品、轨道交通设备、精密自动化设备、锅炉配套设备、电气设备、智能作业 机器人等设备的设计研发、生产制造及销售。新能源业务包括：光伏电池及组件、光伏电站EPC、新能源汽车充/换 电等业务。节能环保业务包括：综合能源调峰、环保设备等产品和项目运营。
公司与西电张春福教授团队合作设立合资公司，开发钙钛矿异质结叠层电池。新实验室正在筹划中，预计将于2023 年的上半年完成。根据发展规划，2023年年底前将完成电池效率突破30%任务；2024年年底开始建设100MW级产 线，效率突破32%；力争4年内实现GW级量产线建设，效率提升率大于15%。
报告节选：
