每周一谈：看好钙钛矿太阳能电池的发展
　　钙钛矿太阳电池（Perovskite Solar Cells，PSCs）是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料，通过光电效应把光能转化成电能的装置。
　　典型的钙钛矿太阳能电池结构主要有五部分叠合而成，包括一个吸光层、两个传输层、两个电极。其中钙钛矿材料作为吸光层，至关重要，它是光能与电能的纽带，是能量转换的开关。
　　钙钛矿电池工作原理：同硅基太阳能电池一样，钙钛矿太阳能电池的基本原理也是基于光生伏特效应。
　　钙钛矿电池的主要优点：
　　理论效率高。钙钛矿带隙约为1.5 eV，且调控钙钛矿组分可以调节带隙。单结钙钛矿电池理论光电转换效率极限约33%，高于晶硅电池的29%。
　　成本低。首先，电池核心材料钙钛矿所需原材料储量丰富，价格低廉；而且，可通过温和条件制备，能耗低、制造成本低；此外，钙钛矿具有极高的消光系数，光吸收能力强，对材料的用量非常低。400 nm厚的薄膜即可吸收紫外-近红外光谱范围内的所有光子，一般来说，钙钛矿电池的钙钛矿层只需做到300~500nm厚度，与除玻璃外的其它功能层合计能够实现1μm左右的厚度，35 kg钙钛矿的发电量就可以与7t硅（160μm厚度硅片）相当。预计2023年，钙钛矿光伏组件产品，百兆瓦级产线阶段成本将控制在1.0-1.5元/W之间；1GW级时能降到~0.8元/W；10 GW级降到~0.6元/W。
　　应用范围广。钙钛矿太阳能电池，因为薄、柔性化、轻量化，色彩化，透明化等特点，可以用于光伏屋顶，幕墙，建筑一体化等。
　　投资策略：
　　我们认为，钙钛矿电池产业化正在加速，建议关注：钙钛矿电池布局领先的公司，如协鑫科技（港股）；透明导电玻璃TCO技术领先的公司，如金晶科技。
　　市场回顾：
　　电力设备行业本周涨跌幅为0.41%，在申万31个一级行业中，排在第18位。
　　电力设备行业本周跑赢沪深300。本周沪深300、上证指数、深证成指、创业板指的涨跌幅分别为-0.95%，-0.04%，0.61%和-0.23%。
　　在细分版块中，电机II、其他电源设备II、光伏设备、风电设备、电池和电网设备涨跌幅分别为2.62%，0.49%，-1.48%，3.11%、1.62%和-0.26%。
　　电池版块周涨幅前五个股分别为：德瑞锂电，杭可科技，长虹能源，瑞泰新材，万里股份。
　　电池版块周跌幅前五个股分别为：南都电源，豪鹏科技，厦钨新能，中科电气，天能股份。
　　行业热点：
　　明牌珠宝跨界投资光伏。
　　风险提示：
　　光伏装机不及预期

研究报告全文：行业看好钙钛矿太阳能电池的发展研电力设备行业研究周报究投资摘要评级增持维持每周一谈看好钙钛矿太阳能电池的发展2023年02月05日钙钛矿太阳电池PerovskiteSolarCellsPSCs是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料通过光电效应把光能转化成电能的装置曹旭特分析师典型的钙钛矿太阳能电池结构主要有五部分叠合而成包括一个吸光层两个传SAC执业证书编号S1660519040001输层两个电极其中钙钛矿材料作为吸光层至关重要它是光能与电能的纽行带是能量转换的开关业行业基本资料钙钛矿电池工作原理同硅基太阳能电池一样钙钛矿太阳能电池的基本原理也研是基于光生伏特效应股票家数330行业平均市盈率2985究钙钛矿电池的主要优点市场平均市盈率1239周理论效率高钙钛矿带隙约为15eV且调控钙钛矿组分可以调节带隙单结钙钛矿电池理论光电转换效率极限约33高于晶硅电池的29行业表现走势图报成本低首先电池核心材料钙钛矿所需原材料储量丰富价格低廉而且20可通过温和条件制备能耗低制造成本低此外钙钛矿具有极高的消光系10数光吸收能力强对材料的用量非常低400nm厚的薄膜即可吸收紫外-近0红外光谱范围内的所有光子一般来说钙钛矿电池的钙钛矿层只需做到-10-20300500nm厚度与除玻璃外的其它功能层合计能够实现1m左右的厚度-3035kg钙钛矿的发电量就可以与7t硅160m厚度硅片相当预计2023年-40申钙钛矿光伏组件产品百兆瓦级产线阶段成本将控制在10-15元W之间122-0222-0322-0422-0522-0622-0722-0822-0922-1022-1122-1223-01港GW级时能降到08元W10GW级降到06元W电力设备申万沪深300应用范围广钙钛矿太阳能电池因为薄柔性化轻量化色彩化透明化证券等特点可以用于光伏屋顶幕墙建筑一体化等资料来源Wind申港证券研究所投资策略相关报告股我们认为钙钛矿电池产业化正在加速建议关注钙钛矿电池布局领先的公司份如协鑫科技港股透明导电玻璃TCO技术领先的公司如金晶科技1电力设备行业研究周报电新行业2022Q4基金持仓分析2023-01-29市场回顾有2电力设备行业研究周报2022年动电力设备行业本周涨跌幅为041在申万31个一级行业中排在第18位限力电池高速增长预计2023仍将高景电力设备行业本周跑赢沪深300本周沪深300上证指数深证成指创业气2023-01-16公板指的涨跌幅分别为-095-004061和-0233电力设备行业研究周报石英坩埚与司在细分版块中电机II其他电源设备II光伏设备风电设备电池和电网高纯石英砂有望量价齐升2023-01-09设备涨跌幅分别为262049-148311162和-026证电池版块周涨幅前五个股分别为德瑞锂电杭可科技长虹能源瑞泰新材券万里股份研电池版块周跌幅前五个股分别为南都电源豪鹏科技厦钨新能中科电气究天能股份报行业热点明牌珠宝跨界投资光伏告风险提示光伏装机不及预期敬请参阅最后一页免责声明证券研究报告电力设备行业研究周报内容目录1每周一谈看好钙钛矿太阳能电池的发展311钙钛矿太阳能电池简介312钙钛矿太阳能结构和工作原理313钙钛矿电池的优点42电新行业本周市场行情回顾63锂电行业重点材料价格数据74行业重要新闻事件85风险提示8图表目录图1钙钛矿晶体结构3图2典型钙钛矿太阳能电池结构示意图3图3不同类型钙钛矿电池结构示意图4图4最大理论光电转换效率与吸收体禁带宽度的关系5图5钙钛矿电池产业化实例5图6本周各行业涨跌幅6图7重点指数周涨跌幅6图8电力设备版块周涨跌幅6图9电池版块周涨幅前五7图10电池版块周跌幅前五7图11碳酸锂和单水氢氧化锂价格万元吨7图12电池价格元Wh7图13正极材料价格万元吨7图14负极材料价格万元吨7图15国产中端不同规格隔膜价格元平方米8图16电解液价格万元吨8敬请参阅最后一页免责声明210证券研究报告电力设备行业研究周报1每周一谈看好钙钛矿太阳能电池的发展11钙钛矿太阳能电池简介钙钛矿太阳电池PerovskiteSolarCellsPSCs是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料通过光电效应把光能转化成电能的装置钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的最初单指钛酸钙CaTiO3这种矿物后来把结构与之类似的晶体统称为钙钛矿物质钙钛矿材料的结构通式为ABX3其中A位点为有机阳离子例如甲胺阳离子CH3NH3B位点为金属离子例如铅离子X位点为卤素基团例如氯离子等图1钙钛矿晶体结构资料来源知乎网申港证券研究所12钙钛矿太阳能结构和工作原理典型的钙钛矿太阳能电池结构主要有五部分叠合而成包括一个吸光层两个传输层两个电极其中吸光层至关重要它是光能与电能的纽带是能量转换的开关钙钛矿就是在这一层中大显身手的图2典型钙钛矿太阳能电池结构示意图资料来源材料工程公众号申港证券研究所敬请参阅最后一页免责声明310证券研究报告电力设备行业研究周报图3不同类型钙钛矿电池结构示意图资料来源TanziAhmedChowdhury等Stabilityofperovskitesolarcellsissuesandprospects申港证券研究所细分构造又分为介孔正结构图3a平面正结构图3b平面反结构图3c前者的优势是稳定性高中者的优势是效率高后者的优势是成本低其中透明导电玻璃TCO可透光并收集电荷对其透光性和导电性要求高常见的导电玻璃有ITO和FTOITO导电玻璃指的就是在钠钙基或硅硼基玻璃的表面镀上一层氧化铟锡膜加工而成的玻璃FTO导电玻璃指的是掺杂氟的二氧化锡导电玻璃在透光率和导电性能方面ITO要优于FTO但前者的成本要比后者高电子传输层ETL传输钙钛矿中的光生电子并阻挡空穴传输能级应与钙钛矿匹配且电子迁移率高常用材料是TiO2ZnO等空穴传输层HTL应具有较高的空穴迁移率和与钙钛矿层匹配的能级典型材料是Spiro-OMeTAD金属电极常用材料是银Ag钙钛矿电池工作原理同硅基太阳能电池一样钙钛矿太阳能电池的基本原理也是基于光生伏特效应当光照在钙钛矿材料上光子能量大于其禁带宽度时钙钛矿吸收光子产生电子空穴对在内建电场作用下电子electrone和空穴holeh发生分离电子经ETL被一端电极接收空穴经过HTL被另一端电极接收两电极之间产生电势差接通电路后就形成电流可驱动电器工作13钙钛矿电池的优点钙钛矿太阳能电池主要具有以下优点理论效率高钙钛矿带隙约为15eV且调控钙钛矿组分可以调节带隙单结钙钛矿电池理论光电转换效率极限约33高于晶硅电池的29敬请参阅最后一页免责声明410证券研究报告电力设备行业研究周报图4最大理论光电转换效率与吸收体禁带宽度的关系资料来源北极星太阳能光伏网申港证券研究所成本低首先电池核心材料钙钛矿所需原材料储量丰富价格低廉而且可通过温和条件制备能耗低制造成本低此外钙钛矿具有极高的消光系数光吸收能力强对材料的用量非常低400nm厚的薄膜即可吸收紫外-近红外光谱范围内的所有光子一般来说钙钛矿电池的钙钛矿层只需做到300500nm厚度与除玻璃外的其它功能层合计能够实现1m左右的厚度35kg钙钛矿的发电量就可以与7t硅160m厚度硅片相当预计2023年钙钛矿光伏组件产品百兆瓦级产线阶段成本将控制在10-15元W之间1GW级时能降到08元W10GW级降到06元W应用范围广钙钛矿太阳能电池因为薄柔性化轻量化色彩化透明化等特点可以用于光伏屋顶幕墙建筑一体化等我们认为钙钛矿电池产业化正在加速建议关注钙钛矿电池布局领先的公司如协鑫科技港股透明导电玻璃TCO技术领先的公司如金晶科技图5钙钛矿电池产业化实例资料来源协鑫科技公告申港证券研究所敬请参阅最后一页免责声明510证券研究报告电力设备行业研究周报2电新行业本周市场行情回顾图6本周各行业涨跌幅700600500400300200100000-100-200-300-400煤炭汽车传媒电子环保通信钢铁综合银行计算机房地产基础化工社会服务机械设备有色金属农林牧渔轻工制造纺织服饰石油石化建筑装饰电力设备公用事业建筑材料交通运输食品饮料美容护理医药生物商贸零售家用电器非银金融国防军工资料来源Wind申港证券研究所电力设备行业本周涨跌幅为041在申万31个一级行业中排在第18位电力设备行业本周跑赢沪深300本周沪深300上证指数深证成指创业板指的涨跌幅分别为-095-004061和-023在细分版块中电机II其他电源设备II光伏设备风电设备电池和电网设备涨跌幅分别为262049-148311162和-026电池版块周涨幅前五个股分别为德瑞锂电杭可科技长虹能源瑞泰新材万里股份电池版块周跌幅前五个股分别为南都电源豪鹏科技厦钨新能中科电气天能股份图7重点指数周涨跌幅图8电力设备版块周涨跌幅200162400262311150162200100061049041050000000-200-026-050-148-004-023-100-150-095沪深300上证指数深证成指创业板指电力设备电池资料来源Wind申港证券研究所资料来源Wind申港证券研究所敬请参阅最后一页免责声明610证券研究报告电力设备行业研究周报图9电池版块周涨幅前五图10电池版块周跌幅前五1478160014601447000140012531229-10012001000-200-183800-300-254600-400-312400-500200-433000-600-523德瑞锂电杭可科技长虹能源瑞泰新材万里股份天能股份中科电气厦钨新能豪鹏科技南都电源资料来源Wind申港证券研究所资料来源Wind申港证券研究所3锂电行业重点材料价格数据图11碳酸锂和单水氢氧化锂价格万元吨图12电池价格元Wh6000价格氢氧化锂565国产万100价格方形动力电芯三元国产5000价格碳酸锂995电国产万090价格方形动力电芯磷酸铁锂国产4000080300007006020000501000040000资料来源Wind申港证券研究所资料来源Wind申港证券研究所图13正极材料价格万元吨图14负极材料价格万元吨550价格负极材料中端天然石墨4500价格正极材料磷酸铁锂国产40003500500价格负极材料人造石墨国产中端价格正极材料三元6系单晶622型30004502500200040015001000350500000300资料来源Wind申港证券研究所资料来源Wind申港证券研究所敬请参阅最后一页免责声明710证券研究报告电力设备行业研究周报图15国产中端不同规格隔膜价格元平方米图16电解液价格万元吨72m7211m6001400550价格电解液磷酸铁锂9311m931m1200500价格电解液三元圆柱26Ah45010004008003506003004002502002001500001002022-10-012019-07-012019-10-012020-01-012020-04-012020-07-012020-10-012021-01-012021-04-012021-07-012021-10-012022-01-012022-04-012022-07-012023-01-01资料来源Wind申港证券研究所资料来源Wind申港证券研究所4行业重要新闻事件明牌珠宝跨界投资光伏2月3日明牌珠宝SZ002574发布公告公司与绍兴柯桥经开区管委会签署投资合作框架协议公司拟在柯桥经开区管委会管理区域内投资建设日月光伏电池片超级工厂项目项目共分两期实施总投资额约为100亿元其中一期投建10GWTOPCon电池片产能二期投建6GWTOPCon电池片产能及4GWHJT电池片产能明牌珠宝此举表明光伏行业仍有较强吸引力5风险提示光伏装机不及预期敬请参阅最后一页免责声明810证券研究报告电力设备行业研究周报分析师承诺负责本研究报告全部或部分内容的每一位证券分析师在此申明本报告的观点逻辑和论据均为分析师本人独立研究成果引用的相关信息和文字均已注明出处不受任何第三方的影响和授意本报告依据公开的信息来源力求清晰准确地反映分析师本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