多层薄膜结构，钙钛矿层配方多样
　　就单结钙钛矿电池而言，主要为多层薄膜结构（电子传输层（ETL）、钙钛矿吸光层、空穴传输层（HTL）以及电极层等）,分为正式结构和反式结构。
　　钙钛矿层是光吸收层，吸收光并产生电子空穴对，结构一般为有机/无机金属卤化物ABX3，配方多样化。其中A代表甲胺离子CH3NH3+、铯离子Cs+、铷离子Rb+等一价阳离子；B代表铅离子Pb2+、锡离子Sn2+、锗离子Ge2+等二价金属阳离子；X代表一价卤素阴离子（如溴离子Br-、碘离子I-、氯离子Cl-）。
　　 ETL：电子传输层，必须满足与钙钛矿层良好接触，使得电子在传输过程中的潜在势垒降低，并且在完成电子传输的同时阻止空穴向阴极传输；主要材料包括PCBM、TiO2、ZnO、SnO2等。部分采用介孔层结构，采用TiO2或Al2O3，起到结构支撑作用。
　　 HTL：空穴传输层，需要与钙钛矿层有良好的接触界面，减少空穴传输过程中的潜在势垒，完成空穴传输的同时阻止电子向阳极移动。空穴传输层材料包括PTAA、Spiro-OMeTAD、NiOx、CuSCN、CuI等有机物或无机化合物。
　　透明电极：一般选用商业化的ITO（氧化铟锡）或者FTO氧化物（氟掺杂氧化锡）导电玻璃。其在可见光波段的透光率高达80-90%、导电能力强、功函数合适。
　　风险提示
　　钙钛矿各环节技术量产化验证不及预期；
　　钙钛矿效率、稳定性提升不及预期。

研究报告全文：钙钛矿电池系列三光伏新势力产业化渐行渐近长江证券研究所机械研究小组2023-02-19证券研究报告评级看好维持分析师及联系人分析师赵智勇分析师臧雄分析师倪蕤SAC执业证书编号S0490517110001SAC执业证书编号S049051807000SAC执业证书编号S0490520030003电邮zhaozycjsccomcn电邮zangxiongcjsccomcn电邮niruicjsccomcn目录01钙钛矿为何成为第三代太阳能电池02产业化的机遇和挑战03新技术革新设备先行01钙钛矿为何成为第三代太阳能电池01多层薄膜结构钙钛矿层配方多样就单结钙钛矿电池而言主要为多层薄膜结构电子传输层ETL钙钛矿吸光层空穴传输层HTL以及电极层等分为正式结构和反式结构钙钛矿层是光吸收层吸收光并产生电子空穴对结构一般为有机无机金属卤化物ABX3配方多样化其中A代表甲胺离子CH3NH3铯离子Cs铷离子Rb等一价阳离子B代表铅离子Pb2锡离子Sn2锗离子Ge2等二价金属阳离子X代表一价卤素阴离子如溴离子Br-碘离子I-氯离子Cl-ETL电子传输层必须满足与钙钛矿层良好接触使得电子在传输过程中的潜在势垒降低并且在完成电子传输的同时阻止空穴向阴极传输主要材料包括PCBMTiO2ZnOSnO2等部分采用介孔层结构采用TiO2或Al2O3起到结构支撑作用HTL空穴传输层需要与钙钛矿层有良好的接触界面减少空穴传输过程中的潜在势垒完成空穴传输的同时阻止电子向阳极移动空穴传输层材料包括PTAASpiro-OMeTADNiOxCuSCNCuI等有机物或无机化合物透明电极一般选用商业化的ITO氧化铟锡或者FTO氧化物氟掺杂氧化锡导电玻璃其在可见光波段的透光率高达80-90导电能力强功函数合适图单结钙钛矿太阳能电池结构示意图图钙钛矿ABX3组分结构配方多样化资料来源高质量钙钛矿薄膜的合成加工及应用研究孔文池钙钛矿太阳电池的研究进展与关键挑战王爱丽等长江证券研究所01优势光吸收系数高光电损失小奠定高转化效率基础钙钛矿同样运用光生伏特效应钙钛矿吸光层吸收光子之后电子吸收能量从价带跃迁到导带形成电子-空穴对随后电子与空穴对在吸光层内部迅速分开分别通过电子传输层ETL空穴传输层HTL输送到阴极阳极随着电子和空穴在阳极和阴极堆积两极之间产生光生电动势导通后进而产生光电流钙钛矿具备极高的消光系数载流子空穴对扩散长度长一般情况下400nm厚的薄膜即可吸收大部分光子同时载流子空穴对扩散长度可高达1m极大减小载流子复合寿命可高达几微秒到几十微秒光电损失较小吸光系数高载流子复合小使得钙钛矿的开路电压短路电流及填充因子均有提升电池性能明显改善优势奠定高转化效率基础从各类电池的极限转换效率来看钙钛矿单结钙钛矿多结叠层电池光电转换理论效率分别为3145高于其他结构类型电池图钙钛矿太阳能电池的工作原理图不同组件结构类型太阳能电池理论极限电能转换效率对比情况50450454035035310294287302752452520151050资料来源高质量钙钛矿薄膜的合成加工及应用研究孔文池中国钙钛矿电池行业发展现状分析与投资前景研究报告2022-2029年长江证券研究所01优势带隙可调叠层运用将更加灵活钙钛矿材料带隙可调是重要优势带隙是电池片组件可以吸收光子能量的最低值实际上反应了电池本身吸收特定光谱波段图钙钛矿带隙可调的能力晶硅电池带隙相对固定为11eV带隙较窄对长波长光的吸收相对较多吸收能力亦较强而对短波长光吸收能力相对较弱通过卤素元素替换Pb-Sn合金化及阳离子工程等方式卤素钙钛矿带隙从12eV到3eV连续可调高能隙的钙钛矿电池对短波长光吸收能力更好因此通过叠层运用将高带隙的钙钛矿电池顶电池与低带隙的晶硅电池钙钛矿电池底电池组合能有效增加光谱吸收范围从而提升太阳光的利用率提升光电转换效率基于钙钛矿带隙可调的优势叠层运用将更加灵活是重要应用发展方向目前叠层运用包括钙钛矿钙钛矿叠层晶硅钙钛矿叠层与钙钛矿CIGS叠层等叠层电池可以突破传统晶硅电池及单结钙钛矿电池的理论效率极限进一步提升太阳能电池的转换效率图锡和铅比例变化钙钛矿带隙改变图叠层电池对太阳光利用率提升图钙钛矿与晶硅CIGS等叠层结构顶电池带隙底电池带隙宽吸收短窄吸收长波长光波长光资料来源Perovskite-perovskitetandemphotovoltaicswithoptimizedbandgapsGilesEEperon等Scalableprocessingforrealizing217efficientall-perovskitetandemsolarmodules谭海仁等仁烁光能长江证券研究所01优势钙钛矿组件成本较晶硅或更具优势生产链条相对较短晶硅太阳能电池需要经历硅料硅片电池组件四个环节生产链条较长而钙钛矿的生产流程可以在一间工厂内完成将玻璃胶膜靶材化工原料加工成组件传统晶硅太阳能电池供应链需要在多个工厂多个环节流转耗时最少需要三天而钙钛矿可在单一工厂45分钟内走完全部流程钙钛矿设备投资低于晶硅投资1GW产能GaAsTum-key线需要金额约50亿元投资1GW晶硅电池组件合计需要投资金额10亿元左右包含土建等投入工艺成熟条件下1GW钙钛矿电池产能投资金额约5-7亿元约为晶硅电池投资金额的50-70GaAsTum-key线的10相较晶硅电池具备材料成本优势1核心钙钛矿层主要基于常见化学原料合成制备对原材料纯度要求较低价格便宜2透明导电膜ITO等与晶硅异质结电池导电层结构相似而钙钛矿空穴传输层PTAASpiro-OMeTADNiOxCuSCNCuI等电子传输层PCBMTiO2ZnOSnO2等膜层材料为常见的无机化合物或有机物材料且材料选型并非唯一即使存在价值量较高的材料也可能有其他技术选型替换方案而晶硅电池仅硅片即占据成本较大比例成熟工艺后钙钛矿组件极限成本可做到07元W以下CPIA预测晶硅组件极限成本10-11元W钙钛矿组件的成本比晶硅组件成本下限低50图晶硅电池及钙钛矿电池生产流程对比图不同类型太阳能电池单GW产能投资额亿元晶硅四个环节放在四个工厂加工6050硅料硅片电池组件40钙钛矿从原料到组件可以在一家工厂完成30沉积透明导电层TCO沉积电子传输层ETL沉积钙钛矿层2010组件封装背电池制备沉积空穴传输层HTL0钙钛矿晶硅CIGSCdTe薄膜电池资料来源能镜公众号协鑫光电长江证券研究所02对硅片技术路线形成有力竞争钙钛矿下游运用可包括集中式光伏和分布式光伏尤其在分布式光伏的BIPV领域运用领域前景广阔BIPV钙钛矿组件的外观优势在BIPV领域具竞争优势极电光能预计2023年钙钛矿电池将在BIPV领域率先实现商业化销售尽管仍然存在稳定性部分膜层材料污染环境等问题基于成本转换效率等综合考虑钙钛矿电池将是晶硅电池的有力技术竞争路线全钙钛矿叠层电池或是产业发展终极路线在当前节点单结钙钛矿电池及晶硅-钙钛矿叠层电池将协同发展共同推动钙钛矿电池技术走向成熟表晶硅和钙钛矿对比图钙钛矿电池将是晶硅电池的有力技术竞争路线比较内容晶硅钙钛矿发展时间50年10年技术体系第一代晶体第三代薄膜效率上限27-2930-33实验室效率26502570使用寿命T8025年20年禁带宽度1117吸光系数1100器件厚度150um500nm差阴雨天气和日出日落基好阴雨天气和日出日落能弱光效应本不工作工作高受温度影响较大大10温度效应低适合极端低温和高温倍高全口径平价上网还需努综合成本低可全口径实现平价上网力资料来源极电光能长江证券研究所02产业化的机遇和挑战02钙钛矿电池效率发展迅速2015年以来效率快速提升钙钛矿电池的产业化需要满足效率高稳定性好和产线规模化三个前提条件在效率提升方面仅用13年的时间钙钛矿电池的光电转换效率就由38提升至325钙钛矿电池发展较为迅速近期钙钛矿硅叠层光伏电池技术转化率再创新高德国柏林亥姆霍兹研究中心HZB创造的最新记录为325国内团队在钙钛矿电池研发进度较快目前南京大学谭海仁团队钙钛矿钙钛矿叠层太阳能电池稳态转换效率达到29图电池效率进展图截至2022年6月图钙钛矿晶硅叠层电池效率进展图资料来源NREL长江证券研究所资料来源PV-Tech长江证券研究所02挑战未达效率上限需实现大面积钙钛矿组件生产当前钙钛矿电池的转换效率还未达到其理论转换上限有长期提升空间对近期国内外钙钛矿电池研究梳理聚焦于1新型钙钛矿材料的研究2对已有研究成果做材料和结构的进一步改性实验室效率水平在10-30不等不论是单结亦或是叠层均有较大提升空间钙钛矿多种技术方案对材料和工艺选型未有定论实验室效率进展快但产业化量产效率仍较晶硅电池低实验室效率量产效率目前还有很大差距实验室的效率是基于小尺寸而量产需要大尺寸工艺但钙钛矿电池转换效率普遍随着尺寸的增加而下滑目前国内大尺寸钙钛矿组件的最高转换效率不到18跟TOPConHJT等晶硅电池比还有较大差异产业将大面积组件转换效率18作为一个关键节点目前纤纳光电和协鑫光电大面积组件效率进展相对领先极电宁德仁烁持续追赶图目前国内大尺寸钙钛矿组件转换效率未达18图钙钛矿组件转换效率随着尺寸的增加而迅速下滑资料来源ScalablefabricationofperovskitesolarcellsLi等长江证券研究所02挑战未达效率上限需实现大面积钙钛矿组件生产表近期国内外研究仍聚焦在钙钛矿改性和优化实验室效率在10-30不等项目效率开路电压填充因子钙钛矿材料保持单位更新时间168eV带隙反式钙钛矿太阳能电池最大光电效率2163-陕西师范大学方志敏冯江山刘生忠团队2023年1月2日2163太原理工大学郭鹍鹏团队陕西师范大学YuweiDuan刘治科无MA钙钛矿太阳能电池光电转化效率24642464FACsPbI32023年1月1日团队全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率达到2902900-中国南京大学谭海仁团队2022年12月31日CsPb04Sn06I24Br0全无机锡铅混合钙钛矿太阳能电池最高效率13881388中国科学技术大学杨上峰团队2022年12月30日6中科院宁波材料所刘畅葛子义团队江西科技大学柔性钙钛矿太阳能电池效率232300-2022年12月29日QingqingQiu团队钙钛矿叠层太阳能电池最高认证光电转化效率3253250-德国柏林亥姆霍兹研究中心HZB2022年12月18日CsPbI钙钛矿太阳能电池最高效率21351721213517213CsPbI3陕西师范大学向万春田庆文刘生忠团队2022年12月8日009cm210cm2009cm210cm2柔性钙钛矿太阳能电池最高效率23352335-香港城市大学朱宗龙团队中科大杨上峰团队2022年11月9日无HTM碳电极全无机钙钛矿太阳能电池最高效率16331633CsPbI3北航陈海宁团队北理工白阳团队2022年11月9日CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池最高效率1781780CsPbI2Br郑州大学郭强博士国家纳米科学中心周二军研究员2022年10月21日CsPbI3钙钛矿太阳能电池反式器件最高效率19011901CsPbI3华东师范大学李晓东方俊锋团队2022年9月30日钙钛矿太阳能电池转化效率24662466-中科大杨上峰团队香港城市大学朱宗龙团队2022年9月27日高效CsPbI3钙钛矿太阳能电池转换功率212100-中科院物理所李冬梅孟庆波团队2022年9月12日柔性钙钛矿太阳能电池最高效率2362360-清华大学易陈谊团队2022年9月6日美国国家可再生能源实验室朱凯团队及其合作团队托莱多大反式钙钛矿太阳能电池最高效率25372537-2022年9月1日学鄢炎发团队南方科技大学徐保民团队郭旭岗团队XingzhuWang团队钙钛矿整合电池最高效率242400-2022年8月18日北卡黄劲松团队基于TiO2的平面钙钛矿太阳能电池最高效率2482480-华北电力大学李美成团队2022年8月3日宽带隙175eV钙钛矿太阳能电池最高效率2022020-悉尼大学MdArafatMahmudAnitaWYHo-Baillie团队2022年8月2日两步法钙钛矿太阳能电池最高效率256256PbI22RbCl中科院半导体所游经碧团队2022年7月28日资料来源PV-Tech钙钛矿太阳能电池微信公众号长江证券研究所02挑战稳定性有所发展但仍制约钙钛矿组件广泛运用不同于晶硅电池稳定的单晶硅晶格结构钙钛矿核心层主要为化学组分在潮湿光照条件下稳定性较差图IEC6121561730等稳定性测试综合性强由此会产生分解最终导致器件效率持续下降存在光致劣化现象如果有足够的光照会引发连锁反应越来越多的碘化物在富含碘化物的地区聚集越来越多的溴化物被挤出随后化合物的分离倾向于在这些低带隙区域捕获产生电的光载流子严重阻碍电池IEC61215的效率此外由于钙钛矿电池一般为有机金属卤化物钙钛矿电池有毒铅的存在对环境和健康也有害易氧化易潮解部分钙钛矿层的材料设计中包含Sn2等易氧化和卤素铵盐离子等遇水易水解组分近年来通过在钙钛矿结构引入隔绝层添加还原剂分子改进封装材料工艺丁基胶等国内外钙钛矿MPP稳定性水平钙钛矿电池在最大光功率输出点MPP处的长期运行稳定性时间已达几千小时近期纤纳光电实现IEC61215IEC61730进行湿冻热循环湿热脉冲电压等几十项严格测试稳定性验证取得重大突破钙钛矿稳定性达到进入市场标准图钙钛矿电池易受光照影响最终降低效率图近年来钙钛矿电池稳定性已有较大提升资料来源钙钛矿及其叠层太阳能电池现状及发展趋势光伏专委会CPVS纤纳光电公众号长江证券研究所02产业化进展梳理主要以小试线和中试线为主2022年纤纳光电协鑫光电极电光能等已有小规模产线投产且向大尺寸组件生产迈进对各家公司团队梳理看学者创业特征明显一级市场融资活跃协鑫光电脉络能源纤纳光电仁烁光能等获得投资额千万到数亿元不等为企业钙钛矿技术研发和产业化落地提供有力支持对各家规划梳理看今年扩产仍聚焦于小试线或中试线以协鑫光电纤纳光电奥联电子等为代表扩产规划明确2022年钙钛矿电池扩产总量或接近1GW而在2023年钙钛矿电池或有望实现1GW以上扩产规模乐观估计今年或会有GW级产线招标小试线和中试线的落地目前来看还不具备经济效益以跑通测试为主成本优化设备国产化降本效率提升对比晶硅电池的稳定性有待推进从目前公布投资金额的预投产项目看钙钛矿单GW总投资额或在10亿其中设备投资较晶硅电池高且转换效率及稳定性还不具备竞争优势图一级市场钙钛矿项目投资活跃图钙钛矿企业学者创业特征明显年设计产能公司名称产线建成情况技术团队企业融资轮状态主要投资人尺寸创始团队包括院士1人教授1人博士2人硕士数名董事长CEO黄福志30cm30cm组件光晶能源任武汉理工大学先进薄膜光伏研究中心主任首席顾问程一兵澳大利亚工程院协鑫资本凯辉能源10MW小试线协鑫昆山B院士任武汉大学理工大学特聘教授腾讯技术爬坡钙钛矿小试线正创始人麦耀华为暨南大学新能源技术研究院院长有近10年的钙钛矿太阳电池纤纳杭州衢三峡资本招银国际脉络能源D在建设中研发经验团队多次突破钙钛矿光伏组件的世界最高转换效率州杭开集团100sMW0联合创始人兼首席科学家易陈谊清华大学电机系特别研究员名涛冠名副教10MW级钙钛矿太612m长城汽车碧桂园创无限光能授师从染料敏化太阳能电池之父MichaelGraetzel开展染料敏化电池和钙钛极电无锡Pre-AA阳能电池试验线-12投矿太阳能电池的研究工作m调试中创始人谭海仁任南京大学现代工程与应用科学学院教授首席科学家褚君浩为仁烁光能-中国科学院院士中科院上海技术物理研究所研究员上海太阳能电池研发中宁德时代宁德宁德时代心主任仁烁光能苏州郝跃院士团队CTO张春福为西安电子科技大学华山领军教授物理电子学学Pre-AA建设中中财鼎晟三行宝馨科技-常熟科方向负责人与柔性交叉研究中心副主任朱卫东任西安电子科技大学副教授鄂州宜昌等政府资万度武汉12m胥明军团队胥明军曾任浙江众能光储科技生产总监无锡众能光储科技副总金等奥联电子-经理杭州众能光电科技顾问完成11mx13m钙钛矿电池100MW试产线建设资料来源各公司官网各公司公众号德沪涂膜长江证券研究所02产业化进展梳理主要以小试线和中试线为主表钙钛矿生产企业产业化进展情况时间公司扩产规划融资202212协鑫光电5月披露1mx2m全球最大尺寸钙钛矿组件下线12月完成5亿元人民币B轮融资本轮融资将用于完善协鑫光电100MW大尺寸钙钛矿组件产线的工艺和设备开发入局钙钛矿近期全资子公司海南奥联投资有限公司与自然人胥明军共同设立合资公司双方将共同投资建设钙钛矿太阳能电池生产线计划2023年50MW钙钛矿中202212奥联电子试线投产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8月披露极电光能全球总部及钙钛矿创新产业基地项目正式签约落户锡山计划建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线100吨钙钛矿量子点生产202212极电光能线全球创新中心及总部大楼目前极电光能150MW钙钛矿光伏生产线正式投产运行该产线是全球目前已投产且产能最大的钙钛矿光伏生产线完成数千万元天使轮融资本轮融资将用于大尺寸钙钛矿光伏组件中试生产线的建设钙钛矿小试线正在建设中并计划于2023年建设100MW钙钛矿电池中试线202211脉络能源预计未来五年内脉络能源将实现GW级钙钛矿电池组件量产线的建设成为钙钛矿光伏产品落地的主要推动者之一由中国电力科学研究院有限公司联合中国能源建设集团有限公司以及杭州众能光电科技有限公司共同成立零碳院零碳院将专注于第三代光伏技术等新技术研发与应202211众能光电用标准制定重大科技项目攻关实证试验基地建设高端科技人才培养等PEPPERONI项目将持续四年建设一条叠层电池生产试验线最终目标是实现钙钛矿-硅叠层电池的工业化生产在项目的四年生命周期内投资总额约为1450202211Qcells万欧元合1500万美元将钙钛矿-硅串联电池的有用面积从目前记录的1平方厘米扩大到工业用尺寸Voltec202211计划在2025年之前将4T钙钛矿硅串联技术推向市场至2030年将生产规模扩大至5GWSolarIPVF2022年初建成全球首条兆瓦级钙钛矿规模化产线2022年7月全球首款钙钛矿组件顺利出货发货数量为5000片10月完成D轮融资资金将主要用于钙钛矿前沿202210纤纳光电技术的开发和GW级产线扩建加快布局钙钛矿商业化第二阶段8月获数亿元Pre-A轮融资10月总投资15亿元总产出超50亿元新一代高效光伏电池系列项目签约落户常熟经开区首期建设150MW第三代光伏电池自动化产线202210仁烁光能计划将于2023年第三季度完成建设获得数千万的天使轮融资资金将用于大尺寸钙钛矿太阳能电池模组试验线的建设扩充研发及量产技术团队正在推进30cm30cm钙钛矿太阳能电池组件放大20228光晶能源目标实现20效率并计划在2023年投产100MW中试线公司拟与苏州大学特聘教授和博士生导师彭军杨新波签订项目合作框架协议合作开发钙钛矿太阳能电池钙钛矿-硅叠层太阳能电池以及生产设备促进钙20228宝馨科技钛矿光伏技术产业化将在未来2年内完成100MW级钙钛矿电池或钙钛矿-HJT叠层电池产线的工艺规划技术路径设计以及产线整体建设未来3年内完成GW级稳定量产产线建设20227通威股份在太阳能电池技术方面公司已全面展开对全背接触技术钙钛矿硅叠层电池技术等前沿电池技术的研究与开发20227鑫磊鑫半导体在金昌经开区投资建设年产1GW钙钛矿薄膜光伏组件生产基地项目总投资1036亿元该项目达产达标后年产值超过10亿元已投资8000万元合1180万美元在中国江苏省建设10MW年产能生产线40cm60cm的组件将被切割成小块给中国智能手机和平板电脑制造商目前计划再投20227大正微纳资2亿元人民币将年产能扩大到100MW20227华晟新能源已经成功实现M6尺寸HJT钙钛矿叠层电池的均匀制备公司计划到2025年建成百兆瓦的钙钛矿叠层电池产线和20MW量级的实证电站20227合特光电2022年底将投产首条高效异质结钙钛矿叠层电池中试线目标转化效率为28以上完成数千万元天使轮融资将主要用于大尺寸钙钛矿太阳能电池组件试验线的建设扩充研发及量产技术团队公司预计将在三季度完成试验线建设年内实现大尺20226无限光能寸电池模组批量下线目标效率大于20下一步公司将启动10兆瓦级中试线建设为实现2024年建成100兆瓦级商业化量产线奠定坚实基础资料来源光伏前沿公众号PV-Tech公众号澎湃新闻网易新闻钙钛矿太阳能电池公众号长江证券研究所03新技术革新设备先行03薄膜设备运用较多激光设备运用明确从具体设备看钙钛矿生产主要是薄膜沉积激光封装等关键工艺薄膜沉积设备运用较多包括涂布机图钙钛矿电池组件生产流程狭缝刮涂喷墨等PVDRPD蒸镀等设备激光设备运用相对明确阳极缓冲层输入FTO玻璃缓冲层靶材激光P1图协鑫光电100MW钙钛矿电池组件生产线设备情况钙钛矿涂布输入钙钛矿溶液PVD设备阳极缓冲层阴极缓冲层背电极阴极缓冲层输入缓冲层靶材激光P2涂布设备钙钛矿涂布背电极输入背电极靶材100MW产线设备激光设备激光P1激光P2激光P3激光P4激光P3激光P4封装设备组件封装输入背板玻璃POE胶膜接线盒资料来源协鑫光电长江证券研究所03薄膜设备投资占据较大比例目前设备工艺选择路线将影响薄膜质量及整体生产成本目前镀膜设备占据设备投资较大比例占比约50-60其次是激光设备涂布设备此外还有玻璃清洗设备结晶干燥设备等目前100MW设备投资在1亿-12亿水平规模化后设备具备明显投资下降空间具体以100MW产线配置来看PVD设备1mx2m大尺寸TCO电子传输层空穴传输层金属电极各可配置一台考虑到PVD方案对钙钛矿层或造成损伤电子传输层的制备或采取RPD方案RPD设备更贵此外TCO及金属电极亦可使用RPD涂布设备在所有薄膜设备中最便宜目前主要用于钙钛矿层在大面积制备降本需求下涂布设备有望向电子传输层和空穴传输层运用渗透蒸镀设备此前主要用于OLED工艺钙钛矿蒸镀工艺薄膜均匀性等指标要求较OLED低蒸镀获得的钙钛矿薄膜性能较高但设备价值量仍处于较高水平且由于蒸镀设备面临镀率较低的问题设备用量上较PVD设备将更多ALD由于自限性反应优势薄膜紧实均匀厚度易控在多结电池交界处及空穴传输层与金属电极之间注反式结构以ALD制备隧穿层及缓冲层激光设备主要是P1到P4的4道工艺设备此外还包括玻璃清洗设备玻璃清洗较硅片清洗制绒更简单结晶干燥设备及层压机等设备图钙钛矿电池设备投资占比情况图不同工艺环节的设备选择工序PVDRPD涂布设备蒸镀设备激光设备封装设备1TCO镀膜102P1开槽镀膜设备3空穴传输层制备15激光设备4钙钛矿层制备5电子传输层制备1560涂布设备6P2开槽7金属电极制备清洗设备辅助结晶设备等其8P3开槽他设备9P4清边10层压检测等资料来源长江证券研究所整理注以单结钙钛矿反式结构式电池为例标红为目前优选方案03工艺的选择影响成膜质量及设备投资在钙钛矿电池生产中不同功能层的制备可以采用不同工艺设备搭配组合工艺选型并未定型各家布局亦呈现多样化协鑫光电纤纳光电无限光电极电光能等主要钙钛矿生产厂商在狭缝涂布旋涂机蒸镀机刮刀涂布喷涂机等技术均有专利布局从主流方案看背电极主要是RPDPVD方案空穴及电子传输层则PVDRPD蒸镀方案均可使用空穴传输层PVD电子传输层RPD或是当前行业主要运用工艺钙钛矿层主要是湿法设备亦逐步导入蒸镀设备激光设备运用明确薄膜工艺尚未定型PVDRPD蒸镀设备涂布等运用选择互有优劣技术选型或考虑薄膜材料性质对基底钙钛矿层损伤效率良率最终生产成本等多方面因素图部分工艺选择对成膜质量及设备成本的影响资料来源弗斯迈长江证券研究所