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>> 东兴证券-首席周观点:2026年第28周-260716
上传日期:   2026/7/16 大小:   669KB
格式:   pdf  共7页 来源:   东兴证券
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金属行业:铷铯行业深度(V):供需深度拆分下的行业发展窥探(2)-钙钛矿电池渗透率提升及太空光伏发展推动铷盐市场进入结构性扩张新周期
  钙钛矿太阳能电池(PSCs)是利用钙钛矿型材料作为吸光层的新型化合物薄膜太阳能电池。钙钛矿是一类自然产生的陶瓷氧化物,最早发现于钙钛矿石中的钛酸钙化合物中,并因此得名。钙钛矿主要在碱性岩中产生,偶尔也会出现在蚀变的辉石岩中,常与钛磁铁矿共生。2009年,日本科学家首次选用有机—无机杂化的钙钛矿材料,制备出全球第一个具有光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件。近年来,钙钛矿电池产业研究持续发展。2023年,钙钛矿材料入选工信部《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》。至2025年,国内已实现钙钛矿电池平方米级组件量产,并在稳定性上大幅突破,使其稳态光电转换效率达到27.32%,钙钛矿-有机叠层电池效率突破28%。
  钙钛矿太阳能电池优势明显。相较传统晶硅电池,钙钛矿电池具有低成本、高效率、轻量化、可弯曲、高效的弱光特性等多重优势。
  从成本角度观察,钙钛矿电池成本优势明显:1)钙钛矿电池组件可一体化生产,完整生产流程耗时45分钟,而晶硅组件需要四条不同产线生产,耗时三天以上;2)钙钛矿每瓦组件耗能仅约0.23千瓦时,且碳排量相对较小,而晶硅电池每瓦组件耗能超1千瓦时;3)钙钛矿电池1GW产能投资金额仅5亿元左右,而晶硅组件四个环节合计1GW产能投资金额达10亿元;4)钙钛矿电池达到5-10GW级别量产后,成本可降至0.5-0.6元/W,而晶硅电池成本为1.9-2.5元/W。
  从电池效率角度观察,钙钛矿电池具有更高效率潜力。当前晶硅电池的理论极限效率为29.1%,而单结钙钛矿电池的理论极限效率为33%,钙钛矿叠层电池的理论极限效率可以突破40%。2024年6月,隆基研发的商业化M6尺寸晶硅-钙钛矿叠层电池实现30.1%的光电转换效率,创世界纪录。钙钛矿电池光电转化效率的优势使其可以显著降低发电成本(光电转换效率每提升一个百分点,下游光伏电站可节约5%以上的成本),并提升空间利用率,以更小的面积、更轻的质量输出更高的电力。
  钙钛矿电池具有可弯曲、轻量化的特性,具有高效的弱光特性。由于钙钛矿材料只需几百纳米厚的薄膜就能有效吸收太阳光,远薄于传统的硅基电池,因此使用柔性材料作为支撑基底的钙钛矿电池具有可弯曲、轻量化的特征(厚度为1.6μm的柔性钙钛矿薄膜电池重量仅为传统晶硅电池的1%;其功率质量比可达55.8W/g,远超晶硅电池的2W/g)。同时,钙钛矿电池具有优秀的弱光特性,在低光照条件下仍能高效发电。
  稳定性制约钙钛矿电池产业化发展,铷铯盐成为钙钛矿量产的关键因子。由于铷铯具备优异的光电性能、强化学活性、易离子化,两者可作为钙钛矿电池的ABX3结构中A离子的添加材料,显著提升电池的相关性能。铷可以增加电荷载流子迁移率,提高器件效率并降低电流-电压滞后效应;铯可以降低钙钛矿层的缺陷密度和电荷负荷率,提升电池效率及长期稳定性;两者协同作用可整合无机阳离子的优势,且混合使用时可达到平衡性能的效果。
  从学术研究端观察,2026年初瑞士洛桑联邦理工学院在《自然通讯》与《科学》杂志上发布两项研究,证实了通过铷离子修饰调控钙钛矿结构与界面,是提高钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的有效途径之一。第一项《自然通讯》上的研究中,瑞士洛桑联邦理工团队利用冠醚复合物将铷离子精确输送至钙钛矿薄膜的晶畴边界,以此改善缺陷钝化与电荷传输。基于此钙钛矿薄膜制成的太阳能电池获得了25.77%的认证最高效率,并在连续1300小时光照测试后保持了99.2%的初始效率,表现出优异的运行稳定性。另一项《科学》上的研究中,团队通过晶格应变方法将铷离子掺入宽带隙钙钛矿中,以此抑制卤化物相分离,从而提高了材料稳定性。基于该薄膜的太阳能电池实现了20.65%的转换效率,其开路电压达到理论极限的93.5%,代表了宽带隙钙钛矿中较低的光电压损失。
  从企业应用端观察,协鑫光电投产的钙钛矿产线便采用了中矿资源定制开发的低杂质铷盐(钠、钾含量低于5ppm)和碘化铯,以提升电池稳定性和光电转换效率。双方已签订了三年以上的长协协议,铷铯盐已在钙钛矿电池应用中得到了长期、稳定的材料认证。此外,纤纳光电的钙钛矿组件在2025年量产时,亦引入了中矿资源的溴化铯,优化了钙钛矿-硅叠层界面的电荷传输效率。
  钙钛矿电池较传统晶硅电池具有低成本、高效率、轻量化、可弯曲、高效的弱光特性等多重优势,目前制约其量产化发展的主要因素在于稳定性不足。晶硅电池使用寿命普遍可达20年以上,而钙钛矿电池目前的实际稳定寿命仅为3—5年,且使用期间效率衰减较快。考虑到铷铯盐的添加或可提升钙钛矿电池稳定性,随着行业研究以及应用实验的拓展验证,铷铯盐的添加或对钙钛矿电池产业化发展起到关键作用。
  钙钛矿电池渗透率提升或推动近五年铷盐需求CAGR达到115%。据中国光伏行业协会预测,在地面光伏市场中,2025-2030年间中国钙钛
 
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