钙钛矿从 0到1突破，静待工艺打通。钙钛矿作为第三代太阳能电池，目前头部企业如协鑫、纤纳和极电基本完成百兆瓦中试线，正在进行工艺的验证与研发，为后续GW级别扩产打下基础。头部厂商具备较强的研发实力，若确立技术路径，将会快速放量同时带动二三线玩家加速入场，类似TOPCon扩产时期的头部厂商和争相涌入的跨界光伏新玩家。
　　突破晶硅效率天花板，产业链“终局”降本增效。钙钛矿属于直接带隙材料，具有更高吸光系数和禁带宽度。从极限效率角度，单结钙钛矿的效率极限为33%，而晶硅电池的理论转换效率极限为29.4%。除此之外，钙钛矿还可做叠层电池，极限效率突破40%以上；从产业链投资角度来看，未来钙钛矿单GW产能投资额约为晶硅的一半，仅涉及一个工厂便可完成原材料到组件出货，过程仅需45分钟，而晶硅产业链单GW投资需要近10亿，工艺涉及4个工厂耗时3天以上。同时据测算10GW级别的钙钛矿便可将组件成本压缩至0.6元/瓦，远远低于晶硅组件。
　　大面积制备持续突破，稳定性进展可期。高效钙钛矿组件尺寸正由数平方厘米向百平方厘米进发。在大面积制备上干法与湿法各有千秋，湿法如狭缝涂布具备较高的经济性，但是在大面积的形核结晶存在难度。干法，如蒸镀设备成本较高但成膜均匀性高。稳定性方面，纤纳α组件通过IEC61215和IEC61730稳定性全体系认证，长期稳定性进度可期。
　　叠层技术暗流涌动。当前叠层技术路线百花齐放，按材料可分为钙钛矿/钙钛矿叠层与晶硅/钙钛矿叠层，按结构主要可分为两端与四端叠层。目前全钙钛矿叠层主要由钙钛矿企业主导，本身并不涉及晶硅产业链，专注于钙钛矿研发。钙钛矿/硅叠层则多由晶硅厂主导，通过研发中试来突破晶硅极限效率，未来可与自身现有产业形成良性融合，两者技术路线并不冲突。目前两种叠层效率并无显著差异，但钙钛矿/晶硅叠层尺寸占优，预计产业化速度更快。从结构角度，四端结构所需的电子器件翻倍，如逆变器，成本过高，预计未来两端叠层应用将多于四端叠层。
　　产业爆发前夕，设备厂商优先受益。钙钛矿不同于晶硅产业链，大多为新上设备，目前百兆瓦设备价值量约1-1.2亿元，根据各家公告的产能建设计划，我们预计2026年新增钙钛矿设备市场空间约为117亿元，对应存量设备市场空间约为234亿元，其中真空镀膜设备价值占比最高，市场规模约117.27亿元。目前捷佳伟创RPD镀膜设备多次中标；京山轻机多元布局蒸镀/ALD/磁控溅射设备，均有望优先受益。
　　风险提示：钙钛矿扩产不及预期；钙钛矿稳定性不及预期

研究报告全文：TableInfo1TableDate电力设备发布时间2023-03-30TableTitleTableInvest证券研究报告行业深度报告优于大势钙钛矿东风渐起或为光伏终极路线上次评级优于大势光伏深度报告系列二-报告摘要TablePicQuote历史收益率曲线钙钛矿从TableSummary0到1突破静待工艺打通钙钛矿作为第三代太阳能电池目前头部企业如协鑫纤纳和极电基本完成百兆瓦中试线正在进行工电力设备沪深300艺的验证与研发为后续GW级别扩产打下基础头部厂商具备较强的30研发实力若确立技术路径将会快速放量同时带动二三线玩家加速入20场类似TOPCon扩产时期的头部厂商和争相涌入的跨界光伏新玩家100-10突破晶硅效率天花板产业链终局降本增效钙钛矿属于直接带隙-20材料具有更高吸光系数和禁带宽度从极限效率角度单结钙钛矿的-3020223202262022920221220233效率极限为而晶硅电池的理论转换效率极限为除此之外33294钙钛矿还可做叠层电池极限效率突破40以上从产业链投资角度来看未来钙钛矿单GW产能投资额约为晶硅的一半仅涉及一个工厂便TableTrend涨跌幅1M3M12M绝对收益可完成原材料到组件出货过程仅需45分钟而晶硅产业链单GW投-6-2-10相对收益-5-6-6资需要近10亿工艺涉及4个工厂耗时3天以上同时据测算10GW级别的钙钛矿便可将组件成本压缩至06元瓦远远低于晶硅组件行业TableMarket数据成分股数量只268大面积制备持续突破稳定性进展可期高效钙钛矿组件尺寸正由数平总市值亿56617流通市值亿29513方厘米向百平方厘米进发在大面积制备上干法与湿法各有千秋湿法市盈率倍3878如狭缝涂布具备较高的经济性但是在大面积的形核结晶存在难度干市净率倍358法如蒸镀设备成本较高但成膜均匀性高稳定性方面纤纳组件通成分股总营收亿18354成分股总净利润亿1145过IEC61215和IEC61730稳定性全体系认证长期稳定性进度可期成分股资产负债率5753叠层技术暗流涌动当前叠层技术路线百花齐放按材料可分为钙钛矿相关报告TableReport钙钛矿叠层与晶硅钙钛矿叠层按结构主要可分为两端与四端叠层目TOPCon抢跑领衔N型放量经济效益先行前全钙钛矿叠层主要由钙钛矿企业主导本身并不涉及晶硅产业链专--20221027注于钙钛矿研发钙钛矿硅叠层则多由晶硅厂主导通过研发中试来突捷佳伟创300724Q3业绩超预期多元破晶硅极限效率未来可与自身现有产业形成良性融合两者技术路线化布局稳固龙头地位并不冲突目前两种叠层效率并无显著差异但钙钛矿晶硅叠层尺寸占--20221101优预计产业化速度更快从结构角度四端结构所需的电子器件翻倍京山轻机000821业绩预告符合预期钙如逆变器成本过高预计未来两端叠层应用将多于四端叠层钛矿布局值得期待--20230202产业爆发前夕设备厂商优先受益钙钛矿不同于晶硅产业链大多为TableAuthor新上设备目前百兆瓦设备价值量约1-12亿元根据各家公告的产能建证券分析师刘军设计划我们预计2026年新增钙钛矿设备市场空间约为117亿元对应执业证书编号S0550516090002021-20361113liujunnesccn存量设备市场空间约为234亿元其中真空镀膜设备价值占比最高市场规模约11727亿元目前捷佳伟创RPD镀膜设备多次中标京山轻机多元布局蒸镀ALD磁控溅射设备均有望优先受益风险提示钙钛矿扩产不及预期钙钛矿稳定性不及预期请务必阅读正文后的声明及说明电力设备行业深度TablePageTop目录1钙钛矿生态链快速建设产业从0到1爆发前夕611第三代太阳能电池或为光伏最终路线612钙钛矿VS晶硅效率大幅提升降本潜力远超晶硅9121效率端前沿效率不断刷新效率接近转换极限9122成本端产业链一体化提升效率接近转换极限10123应用端电站建设成本进一步降低下游BIPV应用广泛1213钙钛矿制备稳定性及大面积制备有望突破14131大面积制备湿法经济性显著干法效果好但成本较高14132稳定性进展可期材料及封装技术持续优化162钙钛矿叠层提升效率极限多路径共同发展1821结构选择两端三端or四端1822材料选择全钙钛矿叠层or钙钛矿晶硅叠层20221全钙钛矿叠层窄带隙材料或为关键瓶颈20222硅钙钛矿叠层HJT结构占优与现有产业快速融合2223多条中试线建立产业政策纷至沓来253钙钛矿设备镀膜设备为核心技术路线百花齐放2831钙钛矿生产流程及对应设备28311镀膜设备价值占比较高为钙钛矿核心设备30312涂布设备高精密狭缝涂布干燥结晶为重点32313激光设备P1-P4四道激光工艺设备厂商竞争激烈34314封装设备完全覆盖封装VS边缘封装36315钙钛矿叠层设备缓冲层沉积为核心ALDRPD为关键设备384钙钛矿设备和市场空间测算395相关标的4151捷佳伟创持续出货核心蒸镀设备积极打造钙钛矿整线出货能力4152京山轻机组件自动化设备优势明显并向电池及工艺等设备延伸4353大族激光钙钛矿激光刻划设备研发完成后续订单值得期待4554帝尔激光光伏激光设备龙头多领域布局强者恒强4655杰普特领先布局钙钛矿膜切设备激光产品快速迭代486风险提示49图表目录图1光伏技术路线6图2钙钛矿材料示意图6图3钙钛矿发电原理6请务必阅读正文后的声明及说明251电力设备行业深度TablePageTop图4直接带隙与间接带隙示意图7图5AMX3型钙钛矿材料及其几类衍生物的晶体结构7图6钙钛矿结构示意图8图7钙钛矿发展历史8图8不同技术路径下的电池转换效率9图9钙钛矿组件效率与成本预测10图10不同技术路线极限效率对比10图11不同类型太阳能电池单GW产能投资额10图12钙钛矿与晶硅产业链投资额对比11图13钙钛矿百兆瓦试制线成本11图14钙钛矿材料成本占比11图15晶硅与钙钛矿参数对比12图16钙钛矿与晶硅组件发电量对比12图17光伏电站建设成本元W12图18钙钛矿组件产品图13图19BIPV应用实景13图20钙钛矿应用场景13图21大面积钙钛矿制备难点14图22大面积钙钛矿薄膜制备技术14图23钙钛矿组件IEC序列多项测试进度16图24长期稳定性解决方案17图25纤纳光电双85老化实验17图26纤纳光电UV老化实验17图27钙钛矿叠层技术路线18图28两端三端四端电路示意图18图29两端三端四端钙钛矿叠层示意图19图31单结钙钛矿及硅钙钛矿叠层效率进展图20图322端全钙钛矿叠层电池结构20图332端全钙钛矿材料选择与效率对应关系20图344端全钙钛矿叠层电池结构21图354端全钙钛矿材料选择与效率对应关系21图36全钙钛矿叠层效率提升路径21图37两端钙钛矿硅叠层结构示意图22图38四端钙钛矿硅叠层结构示意图22图39不同硅钙钛矿叠层结构示意图22图40钙钛矿异质结叠层电池示意图23图41钙钛矿TOPCon叠层电池结构及效率路径23图42不同硅钙钛矿叠层结构示意图24图43钙钛矿组件生产流程28图44100MW中试线所需设备示意图29图45钙钛矿组件各工序对应设备选择29图46RPD设备运行效果图31图47捷佳伟创钙钛矿RPD镀膜设备31图48RPD离子轰击31图49SPT离子轰击31请务必阅读正文后的声明及说明351电力设备行业深度TablePageTop图50狭缝涂布应用范围32图51钙钛矿激光原理示意图34图52钙钛矿激光工艺顺序34图53众能光电激光划线系统35图54钙钛矿激光工艺效果图35图55封装设备示意图36图56不同钙钛矿组件封装工艺36图57不同钙钛矿组件封装工艺37图58钙钛矿设备市场空间40图59捷佳伟创营收及同比增速41图60捷佳伟创归母净利润及同比增速41图61捷佳伟创销售毛利率和净利率41图62捷佳伟创合同负债亿元41图63京山轻机营收及同比增速43图64京山轻机归母净利润及同比增速43图65京山轻机销售毛利率和净利率43图66京山轻机合同负债亿元43图67组件自动化线示意图44图68公司光伏设备布局44图69大族激光营收及同比增速45图70大族激光归母净利润及同比增速45图71大族激光销售毛利率和净利率45图72大族激光合同负债亿元45图73帝尔激光营收及同比增速46图74帝尔激光归母净利润及同比增速46图75帝尔激光销售毛利率和净利率46图76帝尔激光合同负债亿元46图77杰普特营收及同比增速48图78杰普特归母净利润及同比增速48图79杰普特销售毛利率和净利率48图80杰普特合同负债亿元48图81柔性钙钛矿膜切设备49表1钙钛矿效率进展9表2制绒硅电池表面钙钛矿沉积技术对比15表3钙钛矿稳定性研发进展16表4硅叠层进展效率进展24表5部分国内钙钛矿电池企业产线建设情况25表6光伏及钙钛矿相关支持政策26表7钙钛矿相关企业融资情况27表8真空镀膜设备对比30表9狭缝涂布与刮刀涂布对比32表10涂布设备应用领域及技术差异33表11不同聚合物封装材料对比37表12钙钛矿叠层设备需求及对应工艺38请务必阅读正文后的声明及说明451电力设备行业深度TablePageTop表13ALD及PVD在叠层的运用38表14钙钛矿产能统计及预测MW39表15公司核心设备布局情况42表16公司激光产品布局47表17钙钛矿激光设备企业布局49请务必阅读正文后的声明及说明551电力设备行业深度TablePageTop1钙钛矿生态链快速建设产业从0到1爆发前夕11第三代太阳能电池或为光伏最终路线图1光伏技术路线数据来源光伏制造东北证券第三代太阳能电池转换效率大幅提升第一代光伏电池以单晶硅和多晶硅为主根据硅片类型可进一步划分为P型和N型P型代表为单晶PERC为当前主流技术路线N型代表则为TOPCon和HJT极限效率分别为287和275目前光伏产业链正处于N型快速扩张时期第二代则是以砷化镓为代表的薄膜型电池但是制备成本较高而钙钛矿为代表的第三代薄膜电池具有PCE高和成本低廉的双重优势单结钙钛矿极限效率约为33叠层可达到40以上图2钙钛矿材料示意图图3钙钛矿发电原理数据来源钙钛矿太阳电池的原理及研究进展东北证券数据来源钙钛矿太阳电池的原理及研究进展东北证券请务必阅读正文后的声明及说明651电力设备行业深度TablePageTop图4直接带隙与间接带隙示意图数据来源高性能钙钛矿太阳电池及钙钛矿硅四端叠层电池研究庞商政东北证券直接隙材料优势明显光吸收系数较高钙钛矿材料性能优异主要来自于其独特的面心立方体结构具有优异的光电性质-吸光系数高带隙可调激子结合能低和扩散距离长等优势其结构式可表示为AMX3当前对钙钛矿材料的研究多集中在甲胺铅卤化物MAPbX3甲脒铅卤化物FAPbX3铯铅卤化物CsPbX3和铯锡卤化物CsSnX3等如图4所示第二和第三代材料为直接带隙半导体电子跃迁无需声子因此光吸收能力强于晶硅同时由于较高的光吸收系数钙钛矿厚度达到约500nm就可以充分吸收太阳光而晶硅和其他薄膜光吸收层分别需要300和2m图5AMX3型钙钛矿材料及其几类衍生物的晶体结构数据来源钙钛矿太阳电池的研究进展与关键挑战东北证券请务必阅读正文后的声明及说明751电力设备行业深度TablePageTop图6钙钛矿结构示意图数据来源高性能钙钛矿太阳电池及钙钛矿硅四端叠层电池研究庞商政东北证券注从左到右依次为n-i-p介孔n-i-p平面p-i-n平面和p-i-n介孔结构介孔层增强载流子收集能力钙钛矿电池沿用燃料敏化太阳能电池的叫法把电子传输层在底下的为正式结构反之则为反式结构再根据介孔层-MesoporousLayer进一步划分为介孔和平面介孔层的作用主要是为钙钛矿提供沉积支架和传输电荷通过降低传输距离增强载流子收集能力并阻止漏电但是介孔层会限制晶粒生长反而降低开路电压Voc和短路电流密度JscPSCs发展速度远超晶硅大尺寸组件开始突破钙钛矿2009年首次应用时效率仅为382016年电池效率就突破202023年3月极电光能官方公众号发布其8098cm2大尺寸钙钛矿光伏组件经国际权威机构JET检测认证其转换效率达到199目前公司在167cm2钙钛矿组件转换效率也已经突破229图7钙钛矿发展历史数据来源极电光能东北证券请务必阅读正文后的声明及说明851电力设备行业深度TablePageTop12钙钛矿VS晶硅效率大幅提升降本潜力远超晶硅121效率端前沿效率不断刷新效率接近转换极限图8不同技术路径下的电池转换效率数据来源NREL东北证券实验室效率日新月异叠层进展迅速根据美国NREL统计自上世纪70年代发明晶硅电池以来当前晶硅路线HJT最高效率为2681隆基202211而钙钛矿自141EPFL201306仅仅用9年就达到了257UNIST202201钙钛矿硅叠层更是达到了325在极限效率上单结钙钛矿的效率极限为33而晶硅电池的理论转换效率极限为294叠层钙钛矿更可以达到40以上表1钙钛矿效率进展企业名称类型效率认证单位暨南大学新能源技术研究院麦耀华团队钙钛矿36AdvancedSciences美国能源部国家可再生能源实验德国柏林亥姆霍兹中心HZB钙钛矿晶硅叠层325室NREL曜能科技钙钛矿晶硅两端叠层3244中国计量院GreatCellSolar无机钙钛矿32瑞士洛桑联邦理工学院EPFL和瑞士电子钙钛矿硅叠层313与微技术中心CSEM仁烁光能团队全钙钛矿叠层29日本JET国家电投黄河公司钙钛矿硅叠层2808南京大学谭海仁科研团队全钙钛矿叠层28南京大学现代工程与应用科学学院钙钛矿叠层28数据来源SOLARZOOM海涵财经北极星太阳能光伏网东北证券请务必阅读正文后的声明及说明951电力设备行业深度TablePageTop122成本端产业链一体化提升效率接近转换极限图9钙钛矿组件效率与成本预测数据来源极电光能东北证券降本增效持续推进根据极电光能测算百MW钙钛矿成本已经低于晶硅组件百MW阶段的成本有望控制在1-15元瓦之间GW级别生产时成本可降到08元瓦10GW级别降到约06元瓦若钙钛矿组件效率在达到17同时保持成本在13元瓦以内并且寿命稳定25年则将拥有较强的市场竞争力产业链投资进一步集中约为晶硅线路的50光伏晶硅产业链涉及硅料厂-硅片厂-电池厂-组件厂合计四个环节合计投资额约96亿元中间考虑运输环节需要耗时3日以上而钙钛矿从原材料到组件出厂仅需要一个工厂耗时45分钟左右预计未来在GW级别投产情况下钙钛矿电池投资额可降至晶硅线路的一半GaAs的十分之一图10不同技术路线极限效率对比图11不同类型太阳能电池单GW产能投资额45004000350030002500200015001000500000晶硅电池单结钙钛矿叠层钙钛矿数据来源索比光伏网东北证券数据来源协鑫光电东北证券注单位为亿元请务必阅读正文后的声明及说明1051电力设备行业深度TablePageTop图12钙钛矿与晶硅产业链投资额对比数据来源协鑫光电东北证券压缩极限成本材料成本占比约56长期来看钙钛矿组件成本可降低至05-06元瓦同时钙钛矿电池原材料均属于基础化工材料可通过人工合成不含有稀有元素对比晶硅路线的硅料更加廉价易得从外钙钛矿材料对杂质敏感度低对原材料的纯度要求低于晶硅在工艺上钙钛矿生产温度不超150度相比于晶硅1000度左右的高温可以做到降低能耗的作用目前FTO导电玻璃约占材料成本的65但透明导电玻璃属于成熟产品随着下游需求的扩张产能可迅速扩张图13钙钛矿百兆瓦试制线成本图14钙钛矿材料成本占比数据来源CPIA东北证券数据来源CPIA东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1151电力设备行业深度TablePageTop123应用端电站建设成本进一步降低下游BIPV应用广泛图15晶硅与钙钛矿参数对比对比项目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弱光效应差阴雨天气和日出日落基本不工作好阴雨天气和日出日落工作温室效应高受温度影响较大大10倍低适合极端低温和高温综合成本高低数据来源众能光电东北证券发电量占优光伏电站建设成本降低根据研究表明得益于超高的吸光系数和禁带宽度转换效率在179的钙钛矿组件发电量约等于转换效率204的晶硅组件建设成本方面假定钙钛矿组件转换效率为15晶硅组件转换效率205钙钛矿组件的建设成本约为312元瓦对比单晶硅组件的333元瓦其中组件上约有07元瓦的优势但在支架成本和土建成本上稍高于晶硅综合考虑钙钛矿较晶硅在电站建设上约有021元瓦的优势图16钙钛矿与晶硅组件发电量对比图17光伏电站建设成本元W33533304333253231531154313053单晶硅组件钙钛矿组件数据来源ACSEnergyLETTERS东北证券数据来源太阳能学报东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1251电力设备行业深度TablePageTop图18钙钛矿组件产品图图19BIPV应用实景数据来源协鑫光电东北证券数据来源弗斯迈智能科技东北证券BIPV打开下游应用空间BIPV即光伏建筑一体化是指将太阳能发电产品集成到建筑上的技术基于钙钛矿电池材料的轻薄性透光性吸光能力钙钛矿产品可以较好的适配各类使用场景尤其对于有采光要求的办公楼等墙体图20钙钛矿应用场景数据来源脉络能源东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1351电力设备行业深度TablePageTop13钙钛矿制备稳定性及大面积制备有望突破131大面积制备湿法经济性显著干法效果好但成本较高图21大面积钙钛矿制备难点数据来源极电光能东北证券干法均匀性高设备为主要瓶颈常见的干法工艺为气相沉积法在真空的环境下通过蒸镀的方式制备钙钛矿薄膜相比于湿法工艺气相沉积法可以通过控制蒸发源精确调控钙钛矿中各组分的化学计量比从而保证薄膜的均匀性但是干法工艺对真空环境要求极高需要较长的抽真空时间这也使得干法工艺成本上升单台产能下降制备时间长图22大面积钙钛矿薄膜制备技术数据来源钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展及模组产业化趋势东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1451电力设备行业深度TablePageTop表2制绒硅电池表面钙钛矿沉积技术对比钙钛矿制备方法示意图优势劣势反溶剂引入时间敏感薄膜组分均匀一步旋涂重复性差气氛敏感性晶粒大小调控简单微制绒基底不适合量产适合大面积生产工艺难度高设备要求高狭缝涂布溶液利用率高厚度及均匀性较难控制保密性好薄膜组分不精确共蒸镀溶液法薄膜重复性好阳离子与钙钛矿反应程度工艺简单调控难度大保密性好蒸镀过程控制难度大组分多源共蒸镀薄膜均匀性好调节困难设备要求高平整致密晶粒较小薄膜缺陷多数据来源通威太阳能东北证券湿法核心在于形核结晶狭缝涂布或成主流早期实验室制备钙钛矿多使用一步或两步溶液旋涂工艺一步法操作简单先制备溶液并将混合前驱体旋涂于衬底上退火结晶温度100-150形成纯相无针孔致密的钙钛矿结构层两步法与之类似分开旋涂后再在热台上退火随着大面积制备需求显现湿法工艺逐渐发展出了刮刀涂布狭缝涂布丝网印刷喷涂法喷墨打印法通常湿法步骤包括溶剂挥发溶液过饱和成键溶质析出形成晶核同质随机形核晶粒生长形成固态多晶薄膜钙钛矿的形核和工艺窗口窄并且随着面积的放大控制难度上升旋涂法薄膜组分均匀同时晶粒大小调控简单但是不适合大规模量产而狭缝涂布法溶液利用率高适合大面积生产但在均匀性控制上仍需改进请务必阅读正文后的声明及说明1551电力设备行业深度TablePageTop132稳定性进展可期材料及封装技术持续优化表3钙钛矿稳定性研发进展时间单位所用器件技术老化条件结果2017EPFL-Nazeeruddin组件2D-PVSK界面钝化1sun5512000h无衰退2019Oxford-Snaith电池离子液体钝化1sun751900h5UNSW-MGreenAHo-2020电池FA基材料丁基胶封装DH1800HF755Baillie课题组FA基材料无机CTLDH1000HF10TC2002021极电光能组件5钝化双玻封装1sun403000h1000泡水DH3000UV100KWh2021纤纳光电组件-51sun701000h2022沙特国王大学电池3D2D钙钛矿材料DH100052D-PVSK界面钝化2022普林斯顿大学电池1sun35-110T8030年双重封装T99大于2022莱斯大学ADMohite电池3DPP-2Dbilayer1sun6075RH2000h数据来源极电光能东北证券稳定性验证顺利材料技术优化稳步推进目前部分企业钙钛矿组件已经通过多项IEC61215晶硅光伏组件标准普林斯顿大学通过2D-PVSK界面钝化以及双重封装技术在1sun35-110标准下T8030年莱斯大学利用3DPP-2Dbilayer在1sun6075RH的老化条件下实现T992000h图23钙钛矿组件IEC序列多项测试进度数据来源公开资料整理东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1651电力设备行业深度TablePageTop图24长期稳定性解决方案数据来源极电光能东北证券长期稳定性优化路径清晰头部企业进展可期纤纳光电2019年底通过全球首次IEC标准稳定性测试2020年7月在湿热实验测试中将组件老化时间由1000小时提升至3000小时纤纳组件通过IEC61215和IEC61730稳定性全体系认证长期角度来看钙钛矿通过优化材料体系无机电荷传输层金属氧化物电荷传输层阻挡采用复合电极以及优化组件封装技术进一步加强钙钛矿组件稳定性图25纤纳光电双85老化实验图26纤纳光电UV老化实验数据来源纤纳光电东北证券数据来源纤纳光电东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1751电力设备行业深度TablePageTop2钙钛矿叠层提升效率极限多路径共同发展图27钙钛矿叠层技术路线数据来源公开资料整理东北证券叠层技术百花齐放全钙钛矿叠层成本占优按照电极的连接方式可分为两端三端四端叠层两端结构为子电池串联机械堆叠的四端叠层子电池独立运行不比考虑二者兼容性但是寄生吸收大成本高按照材料选择可进一步细分为钙钛矿-晶硅叠层全钙钛矿叠层钙钛矿-有机叠层钙钛矿-CIGS叠层目前产业化进度较快的是全钙钛矿叠层和钙钛矿-晶硅叠层从LCOE角度晶硅钙钛矿叠层约为522元略高于全钙钛矿叠层的422元考虑到目前两者极限效率差距不显著同时在组件尺寸以及晶硅产业链成熟度来看预计初期晶硅钙钛矿的进度更快中长期切入全钙钛矿叠层21结构选择两端三端or四端图28两端三端四端电路示意图数据来源钙钛矿硅叠层太阳能电池的研究东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1851电力设备行业深度TablePageTop两端集成一体VS四端机械堆叠叠层电池通过宽带隙电池与窄带隙电池串联利用全光谱范围内的光子突破单结极限效率目前主流的叠层结构为2端和4端器件两端叠层理论PCE为457略低于四端叠层的46四端机械堆叠电池工艺难度上机械堆叠的四端叠层电池最容易制作两个子电池独立制作仅在光学耦合没有电气连接四端口器件需要的电子元器件翻倍例如逆变器寄生吸收大制造成本高两端集成一体电池两个子电池通过复合层隧道结将子电池串联连接对比四端机械堆叠仅需要一个透明电极可以直接在硅电池上沉积钙钛矿电池减少电极用料和沉积步骤但是两端叠层缺陷在于子电池串联工作因此二者必须有相似的光电流电池电流受电流较低的子电池影响同时晶硅电池表面的陷光结构也会增加钙钛矿薄膜的沉积难度三端叠层受限于低带隙电池Voc过小性能和发展速度慢于其它路线图29两端三端四端钙钛矿叠层示意图数据来源高性能钙钛矿太阳电池及钙钛矿硅四端叠层电池研究庞商政东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1951电力设备行业深度TablePageTop22材料选择全钙钛矿叠层or钙钛矿晶硅叠层221全钙钛矿叠层窄带隙材料或为关键瓶颈图30两端及四端全钙钛矿叠层电池效率图图31单结钙钛矿及硅钙钛矿叠层效率进展图数据来源CNKI东北证券数据来源通威NREL东北证券钙钛矿材料带隙可调为理想叠层材料卤素钙钛矿带隙从12eV到3eV连续可调使用窄带隙和宽带隙的钙钛矿作为叠层电池可以获得更高的转换效率2019年前窄带隙钙钛矿性能差是限制叠层电池性能的主要原因因此提升窄带隙钙钛矿薄膜载流子扩散长度提升光电流密度成为研究的主要方向通过使用缺陷调控-抑制前驱体溶液中Sn2的氧化增强晶粒表面缺陷钝化提升窄带隙钙钛矿电池性能图322端全钙钛矿叠层电池结构图332端全钙钛矿材料选择与效率对应关系数据来源All-perovskitetandemstructuresshedlightonthin-数据来源All-perovskitetandemstructuresshedlightonthin-filmphotovoltaics东北证券filmphotovoltaics东北证券请务必阅读正文后的声明及说明2051