建筑建材看 BIPV：产品力筑造基础，生态链徐徐延展

2022年4月《建筑节能与可再生能源利用通用规范》公布实施，可视作建筑拥抱光伏产品的明确时点。本文为《建筑建材看BIPV》系列的产品篇，我们选取光伏幕墙作为研究重点，产业链中我们重点关注薄膜电池企业、薄膜和钙钛矿上游辅材TCO玻璃、参与BIPV设计、施工的建筑公司，探讨国内光伏幕墙生态链参与方、潜在市场空间、以及国内企业未来提升产品实力的途径。

摘要

政策补贴激励业主加速布局BIPV，薄膜电池产品获一席之地。我们认为现阶段政策补贴成为大部分业主执行动力，各地绿色建筑激励方式包括财政补贴、信贷金融支持等。业主通常以打造低能耗建筑为目标，根据每平米耗电量，综合1）产品与建筑物适配性；2）屋面条件不够时用立面补充，而立面有遮挡物容易产生阴影，光伏产品应减少热斑效应、加强弱光性，我们认为二代薄膜电池（以碲化镉为主流路径）有其用武之地。考虑到厂房业主对项目经济性要求更高、住宅项目集中于高端领域，我们暂不考虑以上两种场景，保守测算2025当年建筑物立面安装的碲化镉薄膜电池新增装机量将超过5GW。具体应用中亦出现采光顶、停车棚等场景，我们认为需求或更可观。

光伏幕墙生态链：电池厂商与建筑公司各显神通。在资本市场推动下，生态链已初步形成——薄膜电池厂主要依靠产品力获客，建筑公司借力客户资源和渠道优势完成引流。从产品角度，国内薄膜电池厂有望在降本增效的道路上加速奔跑。“降本”：依托效率提升、扩大单线规模、设备国产化；“增效”：对标海外龙头First Solar（其量产效率已接近20%），Series 6在效率上实现“质”的飞跃主要源于薄膜材料掺杂技术的迭代突破。

辅材TCO玻璃：跟随终端放量增长，设备、工艺和材料共设壁垒。我们测算至2025年全球碲化镉所需TCO玻璃达1.5亿平米以上；若考虑钙钛矿彼时有吉瓦级产线投放，预计当年TCO玻璃市场规模将超百亿元。从技术壁垒看，海外NSG（TCO玻璃龙头）主要采用在线镀膜法为First Solar稳定供货，其生产过程中各环节设备关联度、镀膜及改造浮法线工艺、材料等方面共设壁垒。国内TCO龙头金晶科技已成功开拓头部客户资源。

风险

薄膜电池需求落地不及预期、新一代电池降本增效不及预期。

新起点：建筑拥抱光伏产品

薄膜电池或提供新选择

薄膜电池成为建筑BIPV的方案之一

《建筑节能与可再生能源利用通用规范》于2022年4月实施，可视为建筑BIPV的关键起点。该规范自2022年4月1日起实施，为强制性工程建设规范，全部条文必须严格执行。规范中明确新建建筑节能设计水平进一步提升：提高居住建筑、公共建筑（包括办公建筑、商业建筑、旅游建筑等）的热工性能限值要求，平均设计能耗水平在现行节能设计国家标准和行业标准基础上（2016年版本）分别降低30%和20%。此外，今年3月《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》中提到，到2025年完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上，建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上，建筑拥抱光伏产品已看到明确起点。

除了政策强制性实施，建筑业主做BIPV的动力源何？我们认为现行项目中，政府类项目业主或有评选示范性项目的需求；政策补贴或成为大部分业主的执行动力。根据我们梳理，各地已出台绿色建筑激励政策，包括财政补贴、信贷金融支持、减免城市配套费用等。张家港对于绿色示范建筑具体补助政策包括：一星/二星/三星级建筑项目分别补贴5~10/10~20/20~30元/平米，单个建筑补助分别不超过50/80/100万元。

图表1：各省光伏建筑补贴政策概览

资料来源：各地方政府官网，中金公司研究部

建筑物可在屋顶、立面等处安装光伏产品。根据我们了解，建筑中的光伏产品包括光伏屋顶、幕墙、遮阳板、采光顶等；光伏屋面以晶硅组件为主；幕墙包括非透明外挂型和半透明双玻璃组件型结合。半透明的组件包括薄膜电池、晶体硅电池。当前政策以针对BIPV整体为主，区分屋面、立面给予补贴的情况不算太多。我们简单梳理了部分地区的政策：1）浙江平湖地区提出，公共建筑屋顶光伏按照0.15元/千瓦时补贴；2）宁波建筑屋顶光伏项目按0.3元/千瓦时给予补贴；3）安徽宣城光伏建筑应用实施方案提出，对城镇新建民用建筑屋面分布式光伏项目按照20元/千瓦标准给予建筑补贴；对于立面光伏建筑一体化项目按30元/千瓦标准给予建筑补贴。

图表2：不同类型的光伏项目概览

资料来源：公司官网，中金公司研究部

BIPV安全性能标准：需兼顾光伏电气安全和建材安全。目前无法形成一份完全国际通用的BIPV标准，EN50583是欧洲最早发布的BIPV国际标准。其中分为对设计、建筑、电气安全性的全方位要求。在建筑要求中对防爆性能、抗暴力冲击、防噪声、防热等都提出要求。国内《建筑光伏幕墙采光顶检测方法》提出对物理性能检测（抗风压、结构性能等检测）、力学性能检测的要求（抗冲击性等）。

图表3：欧洲 EN 50583标准

资料来源：能源发展网，中金公司研究部

从组件产品入手：薄膜电池在建筑光伏一体化中占据一席之地。目前太阳能电池可分为第一代晶硅电池，在2021年全球组件出货比例中，晶硅占比超过96%。第二代薄膜电池，其中化合物类可以分为砷化镓、碲化镉和铜铟镓硒，碲化镉出货量占薄膜电池的主流。第三代太阳能电池，目前主要代表是钙钛矿方向。

我们认为晶硅电池在量产转换效率（目前正面量产效率在23%以上；海外First Solar薄膜电池量产转化效率不到20%）、产业链成熟度带来的低成本方面更胜一筹。但理论转换效率或不及钙钛矿（理论效率超过30%，叠层技术将增加理论极限效率，超过晶硅）。在建筑光伏一体化应用场景中，薄膜电池相比于晶硅的弱光性更好，更能适应建筑物立面有遮挡物的情况。此外，薄膜电池热斑效应不明显，用于建筑节能场景更能满足安全性要求。在美观角度、立面对组件安全性等要求，薄膜电池更适用于建筑幕墙、户外遮阳棚等领域。早期薄膜电池厂运营模式包括为客户提供产品或是产品+工程服务，在实际案例中产品的非标准化特点明晰。

图表4：部分理论效率超过20%的太阳能电池的单电池结构图

资料来源：《Photovoltaic materials: Present efficiencies and future challenges》，Polman等，中金公司研究部

图表5：2021年全球晶硅&薄膜电池出货比例

资料来源：OFweek，CPIA，中金公司研究部

图表6：2021年全球前10大光伏组件厂出货情况

资料来源：PV InfoLink，中金公司研究部

碲化镉为薄膜电池主流，国内量产转化效率在16%以上，海外龙头转换效率接近20%。薄膜电池包括碲化镉、铜铟镓硒等。目前看碲化镉实际应用的进程更快：2020年产量达6.2GW左右（国外产量6.12GW，国内仅80MW），总量占薄膜电池总产量的95%以上。主要由于1）目前实现量产的转换效率高：我国目前头部企业量产转化效率达16%以上；2）碲化镉的产品结构简单，制造速度更快，生产效率也是影响产品从实验室走向终端应用的关键要素；3）碲化镉原材料相对便宜、制备的成本或更低等。

钙钛矿被视作第三代太阳能电池的代表，在实验室阶段大放异彩。和前两代太阳能电池相比，钙钛矿电池主要有三大优势：1）吸光能力强；2）成本低易制备；3）弱光效率高。这一特点使得钙钛矿电池不仅可以做成单层电池，理论上还可以叠加在各种电池材料表面，形成叠层电池，从而提高利用效率。但从量产角度看，目前钙钛矿电池尚需解决电池稳定性差、大面积应用时效率损失等问题。

碲化镉发电玻璃产品结构如何？

碲化镉电池：结构、材料、工艺均存在技术壁垒。碲化镉电池结构相对简单，包括玻璃衬底、TCO层、CdS窗口层+CdTe吸收层、背接触层和背电极。其中：

►玻璃衬底：通常选用钠钙玻璃，主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用；

►TCO层：透明导电氧化层，有透光和导电作用。核心技术壁垒在于靶材（FTO镀膜玻璃采用氟掺杂氧化锡作为TCO靶材）、镀膜设备（设备的设计、安装、以及与工艺匹配等方面存在壁垒）、工艺等。不论在第二代还是第三代太阳能电池中，TCO层都是最为重要的配件之一。金晶科技当前TCO导电膜玻璃技术相对领先，根据公司公告，已为国内钙钛矿龙头企业供货；其背板玻璃目前打入First Solar供应链；

►CdS窗口层+CdTe吸收层：p-n结是整个电池最核心的部分，CdS层一般不超过500nm，可见光基本能透过；CdTe能隙值在1.45eV，厚度在2~8微米；

►背接触层和背电极：降低CdTe和金属电极的接触壁垒，引出电流，使金属电极与CdTe形成欧姆接触。膜层的排列、材料的配比、镀膜工艺与设备有较高的技术壁垒。

图表7：碲化镉生产流程介绍

资料来源：Chem Station，《碲化镉太阳能电池的研究进展》，中金公司研究部

图表8：国内外碲化镉电池转换效率对比

资料来源：公司官网，中金公司研究部；注：图中缺失年份公司未公开披露数据

图表9：国外主要碲化镉企业技术路线

资料来源：《国内外碲化镉发电玻璃产业发展现状分析》，中金公司研究部

产品转换效率以及影响因素？目前国内最好量产效率超过17%，海外量产效率接近20%，膜材料、工艺、掺杂其他材料均会影响产品转换效率。通常影响太阳能转化效率的因素包括半导体材料的光学带隙、电压损失等。根据《碲化镉薄膜太阳电池关键科学问题研究》，CdS层的质量、背电极和CdTe薄膜之间形成的欧姆接触等均会影响电池的转换效率，而生产过程中的热处理工艺、设备均是影响生产效率的关键。此外CdTe薄膜沉积技术有多种路线：气相输运沉积(VTD)技术和近距离升华(CSS)技术适合于工业化生产，这两种技术有以下几个特点：1）沉积速率高；2）膜质好；3）晶粒大。First Solar公司是全球唯一一家采用VTD技术的企业（拥有专利技术，其他企业难以采用）；国内企业主要使用CSS技术，沉积速率大于1微米/分钟，利于规模生产。

图表10：太阳能电池效率的限制因素

资料来源：《Photovoltaic   materials: Present efficiencies and future challenges》，Polman等，中金公司研究部

图表11：碲化镉电池结构图

资料来源：《碲化镉薄膜太阳电池关键科学问题研究》，中金公司研究部

图表12：钙钛矿组件成本结构

资料来源：公司公告，中金公司研究部

图表13：以铜铟镓硒为例，分析光伏幕墙成本结构

资料来源：《铜铟镓硒光伏幕墙技术的经济性分析》，姜凯等，中金公司研究部

成本结构？根据我们了解，碲化镉发电玻璃单平米造价比普通玻璃幕墙贵500~600元/平米，其中一半以上来源于发电玻璃的增量投资。在组件产品中，衬底玻璃+TCO导电玻璃是碲化镉成本比例最大的环节，约占总成本30%~40%左右，半导体材料成本占比相对较小；量产线折旧成本比例约20%。我们认为未来国内企业成本下降途径包括：1）提高产品转化效率，进行规模化扩张，以达到降本增目的；2）采购衬底玻璃、TCO导电膜玻璃等；3）提升设备的国产化比例。

薄膜电池项目经济性待突破

百亿元市场提供发展舞台

政策对新建建筑物的“低碳”、“超低碳”要求，叠加个性化追求，为薄膜电池建立新起点。站在“双碳”时代新起点，国内企业或将加快提升产品转换效率、降低成本的速度。我们参考国际太阳能光伏网，好的幕墙立面项目IRR略高于7%（南立面为主），采用碲化镉/铜铟镓硒的收益率偏低（由于造价更高）。业主动机通常以打造低能耗建筑（比如获得政府补贴、获得容积率奖励等）为主，设计院通常根据建筑物每平米耗电量，结合业主对建筑物的美观、安全性、个性化、弱光性等需求，决定屋顶光伏和薄膜电池应用比例。

图表14：部分碲化镉发电玻璃实际案例

资料来源：公司官网，中金公司研究部

市场规模有多大？根据我们测算，预计2025年当年新增发电玻璃装机量将超过5GW。我们在测算时基于以下假设：1）根据国家住宅工程中心，比较推荐使用光伏幕墙的应用场景包括：商业建筑和文化建筑；不太适合用于住宅和厂房领域。此外考虑到存量建筑改造的难度大，我们在测算时仅考虑新增面积。考虑到厂房业主对项目经济性要求更高，目前住宅项目主要集中在高端领域，我们测算时暂未考虑上述场景，主要包括：商业及服务、办公、科研教育和医疗、文化体育等；2）我们参考国家住宅工程中心，如果在安装时考虑东、西、南三个立面可以安装发电玻璃，则立面日照面积系数大概在0.28左右；3）假设窗户面积占立面面积比例在40%左右、光伏发电玻璃的渗透率达到50%左右，保守测算2025当年全国发电玻璃的装机容量或超过5GW。除此以外，考虑到1）发电玻璃应用场景不局限于建筑物立面，可延伸至停车棚、农业大棚等领域；2）实际案例中，建筑物采光顶也会使用发电玻璃；3）目前部分高端住宅项目也会安装碲化镉，实际需求量或更大。

图表15：各类建筑建议的光伏安装类别

资料来源：国家住宅工程中心，中金公司研究部；注：打星表示推荐安装部位，打勾表示可以安装部位

图表16：测算2025年当年的碲化镉需求量

资料来源：Wind，国家住宅工程中心，中金公司研究部；注：实际发展中可能会出现不同应用场景，同时可能有少部分存量建筑改造带来的需求，我们此处保守估计

以铜铟镓硒光伏幕墙为例：项目回收周期在15年左右。我们参考《铜铟镓硒光伏幕墙技术的经济性分析》中对于沈阳地区光伏建筑发电案例的测算，考虑了1）光伏幕墙的投资（包括材料费用，占初始投资额的60%左右）；2）项目发电收益（考虑了90%自用+10%余电上网）；3）每年运维成本等；4）假设整个光伏幕墙系统的生命周期在25年。由此测算得到静态回收年限在15~16年左右（暂未考虑利率贴现）。如果应用在高端建筑物外墙，普通幕墙的成本在2000元/平米，则光伏增量投资金额为664元/平米，项目静态回收年限在7~8年。

目前普遍认为光伏幕墙增量投资500~600元/平米，预计静态回收期在10年左右。根据BIPV在线和我们了解的情况，如果剔除普通幕墙投资金额，光伏幕墙增量投资约500~600元/平米。预计每平米发电量超过100度（无遮挡的南立面），扣除每年运维费用，静态回收期预计在10年左右。根据国际太阳能光伏网，在北京、长三角、深圳区域，或由于当地电价比较高、或是已有高端建筑的普通幕墙投资金额已较高，BIPV幕墙经济性或更好，预计在6~8年之间。

图表17：屋面光伏系统安装影响因素及安装范围示意

资料来源：国家住宅工程中心，中金公司研究部

图表18：幕墙朝向对发电量的影响

资料来源：《光伏幕墙建筑能效评估与提升策略》，陈忠华等，中金公司研究部  

光伏立面项目为何收益率更低？——太阳光照射角度、发电效率、单位造价等均是原因。当前薄膜项目IRR比晶硅更低。根据中金电新组测算，户用分布式的全投资IRR在7%左右；工商业分布式全投资IRR超过10%。我们参考国际太阳能光伏网，好的幕墙立面项目IRR略高于7%（南立面为主），二者差距主要由于1）通常南面幕墙的发电效率更高，北面较低；2）屋面太阳光照射角度优于立面；3）薄膜项目单位造价比晶硅更高。根据赵泰祥等《不同BIPV系统的收益及环境效益分析》中测算（以云南当地为例），光伏幕墙系统单位收益较屋顶低20%~30%。

BIPV光伏幕墙生态链：

组件厂、建筑公司各显神通

组件产品侧：产品力是规模化应用关键，海外先行提供降本范例

是否已形成发电玻璃生态链？BIPV薄膜电池参与者：组件厂和建筑公司各自发挥特长，打造完备生态链。根据我们了解，早期部分薄膜电池厂提供碲化镉组件、以及产品+安装服务的形式。但随着BIPV生态圈发展完善，目前主要商业模式为设计方/建筑公司（有设计能力）根据业主要求进行整体设计、碲化镉组件厂提供专业产品、建筑公司进行实际施工、安装。

图表19：BIPV光伏幕墙已形成生态链（我们以二代薄膜和三代太阳能电池为例）

资料来源：中金公司研究部

组件产品端，国内碲化镉企业包括：成都中建材（现受洛阳玻璃托管）、龙焱和中山瑞科；海外主要是First Solar。第一太阳能（First Solar）是全球最大的薄膜太阳能组件生产商，主要从事设计、生产和销售太阳能电池组件与太阳能光伏发电系统，在美国、马来西亚等地都有布局生产基地，其产量约占全球碲化镉总产量的95%以上。2021年First Solar组件出货量约为7.7GW，其转化效率更高、成本更低、组件尺寸更大，主要源于独有的薄膜光伏技术（拥有自主产权）、高度自动化产线等。

复盘碲化镉薄膜电池发展历史：First Solar为主推者，与晶硅组件成本孰低成为发展关键。我们复盘发现：1）非晶硅薄膜电池在20世纪90年代已实现商业化；2000年全球薄膜电池总产量约26MW左右。First Solar成为薄膜电池发展的主推者，其2004年实现低成本碲化镉电池量产；至2008年出货量接近500MW。反观晶硅组件，多晶硅价格从2003年开始上涨，至2008年已达到500美元/千克价格顶点。2）2010~2020年，薄膜电池发展逐渐“减速”，成本或是制约的关键因素。2012年开始，晶硅电池成本一年内下降了40%左右，此后薄膜与晶硅成本差距逐渐拉大，前者市场份额逐渐萎缩至5%以下。

国内众多薄膜电池企业也都面临产线叫停或破产重组。汉能在2012-2015年连续大手笔收购了数家欧美重量级薄膜电池厂商：2012年6月收购德国公司Solibro、2013年1月收购Miasole、2013年7月收购GSE、2015年1月收购Alta Devices。Solibro、Miasole、GSE走的都是CIGS技术路线，Alta Devices走的是GaAs路线。尽管两条路线取得较高的实验室转化效率，但未走向大规模商业化量产。2015年汉能陷入停牌，至四年后退市。2019年，深赛格对拟投产的碲化镉薄膜组件成本进行综合测算后，认为继续推进项目面临较高风险，因此停止了项目。

First Solar以产品为突破点，引领行业发展

订单爆发式增长的背后：外有美国政府支持，内有新系列产品突破式提升。2021年底，公司与英国石油公司签订5.4GW薄膜组件订单（当年公司整体出货量接近8GW）；截至2022年二季度，公司在手订单量达到44.3GW，预计交付时间将延长至2026年；截至三季度在手订单量进一步增长。我们认为订单快速增长背后离不开1）政府支持，如将向First Solar智利项目拨款2.3亿美元；2）公司最新系列产品在额定功率、组件面积上实现飞跃性突破，进而带来转换效率的大幅提升。根据公司官网披露，产品转换效率已达19.2%。

图表20：美国First Solar发展历程

资料来源：公司官网，中金公司研究部

图表21：First Solar截至3Q2022披露的扩产规划

资料来源：公司官网，中金公司研究部

图表22：First Solar不同系列额定功率

资料来源：公司官网，中金公司研究部

公司致力于提升能量转换效率，产品迭代升级。公司致力于提升产品的能量转换效率，如提升额定功率和组件面积：Series 6产品的面积达2.47平米，远大于之前系列的0.72平米；其额定功率达460W，远高于之前系列的水平。目前生产碲化镉的企业选择的技术路线中，First Solar使用气相输运沉积法并拥有专利技术，严格禁止其他企业采用；大部分企业采用近距离升华法。同时，其与国家可再生能源实验室的科学家不断革新，开发出将薄膜材料与铜、氯掺杂，以此提升产品的太阳能利用效率。

降低单瓦成本是核心。由于First Solar发电玻璃主要应用场景包括地面电站，需直面晶硅成本竞争，成本优势为核心。2011~2021年10年期间，公司产品单瓦成本共计下降64%左右，成本变动与原材料、运输费用、组件转换效率等均相关。根据公司披露，未来优化目标：1）产品额定功率，如单面提升至500瓦、双面达到490瓦，公司现在Series 6产品最大额定功率在460瓦；2）产能利用率提升至98.5%；3）原材料成本下降10%左右；4）运输费用下降40%~50%等，成本将有进一步下降空间。

图表23：First Solar单瓦成本和出货量之间的关系

资料来源：公司公告，中金公司研究部

图表24：First Solar单瓦成本和转换效率之间的关系

资料来源：公司公告，中金公司研究部

国内企业：产品力螺旋式上升，资本推动下加速奔跑

国内目前以光伏幕墙为主要场景，对标First Solar，在转换效率、规模等方面均有提升空间。根据各家公司官网披露，目前龙焱/成都中建材（现由洛阳玻璃托管，已公告，下同）/中山瑞科的批量生产效率均已达到16%以上，实验室效在20%及以上，与海外First Solar相比仍有一段差距。此外，从出货量规模看，截至2021年底，龙焱/成都中建材（现由洛阳玻璃托管）/中山瑞科在产产能分别为130MW/100MW/100MW；预计今年至明年底，将有企业扩产至吉瓦级别。

图表25：美国First Solar产品与国内某厂商参数对比

资料来源：公司官网，中金公司研究部

►成都中建材：2022年4月29日，洛阳玻璃与凯盛科技集团签订《股权托管协议》，受托管理凯盛科技集团下从事薄膜电池业务的成都中建材光电材料有限公司55%的股权及瑞昌中建材光电材料有限公司45%的股权。依托母公司优势，公司整合四川阿波罗生产基地，致力于高纯材料提炼、太阳能光伏组件的研发和产业化。公司从半导体材料掺杂、膜面晶体生长、激光处理等角度入手，最终让技术转化落地；未来其除了在成都，还将相继在湖南株洲、河北邯郸等10处投资建设碲化镉发电薄膜组件基地。

►龙焱：公司于2008年5月由国际光伏专家吴选之教授等人创建，一直致力于在中国实现高效碲化镉（CdTe）薄膜太阳电池技术的产业化，专注于碲化镉薄膜光伏技术研发及生产，成功打破国外技术垄断，率先在中国实现了完全自主研发碲化镉薄膜太阳能技术产业化，是建筑光伏一体化应用的行业领跑者，公司现有产线规模130MW。

►中山瑞科：由明阳智能投资控股，核心团队由斯坦福博士和多名曾任世界500强企业高管的CdTe薄膜电池技术专家组成, 公司经过多年自主研发设计的核心设备，具有镀膜速度快， 产品稳定性好， 转化效率高等特点， 通过技术创新生产出高性价比CdTe光伏组件， 并将核心技术成果规模化。瑞科公司于2018 年初建成年产100MW薄膜组件生产线。

图表26：成都中建材碲化镉项目案例

资料来源：公司官网，中金公司研究部

图表27：瑞科新能源碲化镉项目案例

资料来源：公司官网，中金公司研究部

降本是大规模应用的必备条件，设备国产化、提升产品转换效率和生产效率起到关键作用。我们认为薄膜降本仍然是大规模应用的必要条件，其中设备国产化或降低单瓦投资额，进而降低折旧成本；参考First Solar发展历程，并结合《碲化镉薄膜太阳电池的产业化》所述，提高组件的转换效率或是降低成本最有效的措施；除此之外提升生产效率将对降本起到关键作用。

国内碲化镉头部企业研发背景深厚。成都中建材（现由洛阳玻璃托管）依托有中建材的优势地位（2014年，中国建材收购德国薄膜组件制造商Avanics），成为国内碲化镉太阳能电池的领头羊。龙焱能源由国际光伏专家吴选之教授于2008年创建，目前大股东主要为浙江国资委、深圳国资委等。中山瑞科由明阳智能投资控股，核心团队由斯坦福博士和多名曾任世界500强企业高管的CdTe薄膜电池技术专家组成。

碲化镉组件技术要求较高，其中工艺、材料、设备均可构筑生产壁垒。根据《碲化镉薄膜太阳电池产业化》文中所述，产品的沉积方式、产品结构中沉积源架构、材质、加热方式、沉积速度、薄膜厚度等均会形成影响。此外碲化镉结构中的半导体材料配方、镀膜工艺等也会影响最终的转换效率。国内制备薄膜电池的设备不如欧美、日本企业，当前设备国产化进程仍在继续。

组件的上游原材料部分，我们重点关注辅材TCO导电膜玻璃

FTO导电膜玻璃主要应用于二代、三代光伏组件中。TCO导电膜玻璃是指采用在线或者离线镀膜法在衬底玻璃表面沉积一层透明导电氧化物膜，使透射率、面电阻和雾度达到优化平衡效果。根据其靶材材料不同，可以分为ITO、FTO、AZO，其中FTO尽管导电性能略差，但散射能力更强、激光刻蚀的能力更强，因此通常用于光伏组件场景。

图表28：不同类型的TCO玻璃技术参数对比

资料来源：《TCO玻璃的应用及制备方法》，刘国龙等，中金公司研究部

我们预计TCO玻璃需求将随碲化镉和钙钛矿放量增长。我们根据保守测算：1）至2025年当年，国内碲化镉需求在5GW以上；2）海外First Solar至2025年产能将达到20GW。因此国内和海外碲化镉组件合计需求量在25GW以上；3）假设1GW装机量对应600万平方米TCO玻璃。由此碲化镉所需TCO玻璃量在1.5亿平米以上。此外，我们还需考虑钙钛矿扩产情况。目前国内钙钛矿龙头企业如极电光能、纤纳光电、协鑫纳米、宝馨科技等短期内产能规划在100MW左右（当前以试验线为主），公司预计2024~2025年有望扩产至GW级别。若按TCO玻璃单价50元/平米测算，2025年市场规模将超过百亿元水平。

图表29：TCO玻璃产业链示意图

资料来源：公司官网，中金公司研究部

技术门槛在哪里？——设备、工艺、材料壁垒共同构筑，在线镀膜法的设备和工艺或需匹配。TCO镀膜法可以分为在线镀膜和离线镀膜，其中海外板硝子主要采用在线镀膜法生产高端TCO玻璃。根据TrendBank，离线镀膜主要是将浮法玻璃基板拉到镀膜线上，重新加热升温再镀膜，主要缺点在于能耗比较高，且较难保证镀膜的均匀性，通常采用PVD（物理气相沉积，通常是磁控溅射技术）。在线镀膜是在浮法玻璃生产线锡槽上方安装镀膜设备，该路径相对较优，但缺点是和浮法产线绑定，灵活度较差；在线镀膜通常采用CVD（化学气相沉积法）工艺。

►设备壁垒：根据《TCO玻璃生产工艺及设备》，TCO全套设备数量较多，主要包括TMB设备（上片机、下片机等组成）、磨边机、清洗机、加热退火炉、镀膜设备等，各设备之间相互关联形成体系，任何一环出现故障会影响生产线正常运行。目前镀膜设备主要以日本、美国为主，国内金晶科技设备拥有自主知识产权。

►工艺壁垒：镀膜工艺、对浮法产线改造等均有壁垒。对浮法产线的改造方面，厂商需要按照镀膜要求对熔化端、吸潮、退火端、切割、包装等整个流程进行更改，不同产线的工艺独特性要求比较强，对企业玻璃生产的既往经验要求高。

►原材料壁垒：FTO靶材和超白玻璃存在技术壁垒，目前基本实现了国产化。超白玻璃和浮法玻璃相比，在透明度和氧化铁含量方面有一定差别。如浮法玻璃可见光透射比在89%左右(3mm)，超白玻璃的可见光透射比约91.5%（3mm），同时在氧化铁含量方面，超白浮法玻璃不高于0.015%，浮法玻璃大约为0.1%左右。国内超白浮法玻璃企业包括金晶科技、旗滨集团、耀皮集团等，竞争格局更优。

图表30：TCO生产过程部分需要的机器设备

资料来源：《TCO玻璃的应用及制备方法》，刘国龙等，中金公司研究部

图表31：日本NSG主要采用在线镀膜法生产

资料来源：公司官网，中金公司研究部

图表32：Low-E&TCO镀膜机在浮法玻璃生产线位置

资料来源：《在线Low-E&TCO镀膜玻璃工艺》，孟庆瑞，中金公司研究部

图表33：海外部分TCO玻璃企业技术路线&化学气相沉积法反应原理图

资料来源：公司官网，《在线Low-E&TCO镀膜玻璃工艺》，孟庆瑞，中金公司研究部

公司的订单情况如何？根据公司公告，其一期1条500t/d背板玻璃产线在今年一季度已投产；二期1条500t/d前板线目前尚未投产。公司在淄博有1条线在产；9月公告滕州二线600t/d玻璃生产线将升级改造为TCO玻璃产线（项目计划投资金额4.5亿元，建设周期约8个月）。目前金晶科技主要向First Solar提供背板玻璃，海外NSG为First Solar长期提供TCO玻璃。在国内客户开拓方面，金晶科技公告与纤纳光电在钙钛矿用TCO玻璃领域建立战略合作关系。

图表34：金晶科技产能梳理

资料来源：公司公告，中金公司研究部

图表35：NSG在线镀膜法示意图

资料来源：公司官网，中金公司研究部

图表36：NSG在海外TCO玻璃布局情况

资料来源：公司官网，中金公司研究部

建筑公司：光伏项目引流者，客户资源和渠道优势并存

幕墙BIPV对建筑公司的资质要求更高，或与头部产品企业“强强联合”。根据我们了解，屋顶电站主要是建筑的附着物，施工方仅需有工程施工资质。而对幕墙BIPV方来说，还需要有幕墙工程专业承包资质和设计资质。针对于建筑幕墙工程专业承包资质：一级可承担各类型的建筑幕墙工程的施工；二级可承担单体建筑工程幕墙面积 8000 平方米以下建筑幕墙工程的施工。其中一级资质标准：1）企业资产规模：企业净资产2000万元以上；厂房面积不少于3000平方米；2）企业主要人员：技术负责人具有10年以上从事工程施工技术管理工作经历；并具有建筑工程相关专业高级职称等；3）企业工程业绩：近5年承担过6项单体建筑工程幕墙面积6000平方米以上的建筑幕墙工程施工，工程质量合格。

幕墙成为安装光伏系统的流量入口，头部建筑公司拥有客户资源和渠道优势，成为主要引流者。我们认为，头部建筑公司原有的客户会衍生出光伏幕墙需求，同时由于光伏幕墙在设计和安装环节的难度相对更大，头部建筑公司在既有客户资源和渠道上均有优势，成为发电玻璃组件厂商主要的项目引流方。江河集团今年上半年中标光伏项目金额达6.13亿元，确认营收5315万元，贡献毛利1310万元，光伏项目的毛利率达25%左右，较传统幕墙项目略高。此外公司通过全资子公司江河智慧光伏在湖北投资建设300MW光伏建筑一体化异型光伏组件柔性生产基地项目，总投资金额5亿元。

图表37：江河集团分领域订单收入情况

资料来源：公司公告，中金公司研究部

图表38：江河集团毛利率&光伏幕墙业务毛利率

资料来源：公司公告，中金公司研究部

精工钢构：公司从2009年开始步入BIPV探索之路，2022年以来，公司成立精工绿碳光能科技有限公司专门负责分布式光伏EPC业务，积极与东方日升绿电、江苏天合智慧分布式能源进行战略合作，打造出既懂建筑又懂光伏的专业团队。

中国建筑兴业：今年9月公司发布了首个Light-S系列BIPV产品——轻质仿石材光伏幕墙组件，在性能方面具有轻薄、强度高、可防火、安装及维护便捷等优质特点。发电效率方面，公司测算每平米Light-S产品每年可发110度电。目前公司BIPV光伏餐厅已进入运营阶段，每年可生产绿电3.9万度；今年8月中标山东莱西青北高科园商业幕墙及BIPV项目，合约额为1.0亿港币，光伏装机容量414KW。

杭萧钢构：公司积极布局BIPV业务，关注后续产品研发和投产进程。10月11日，公司公告已回购 945 万股拟用于合特光电员工持股计划，回购数量已达计划上限的 95%。根据4月公司公布的员工持股计划，行权条件分别为：2023年5月前实现高转化率钙钛矿/晶硅薄膜叠层电池100兆瓦中试线投产、且电池转化效率达到28%以上，2023年、2024 年合特光电净利润分别不低于5000万元和1亿元。

风险提示

薄膜电池需求落地不及预期：我们认为薄膜电池目前的应用场景仍以政府类项目为主；如果薄膜电池的成本下降幅度不达预期，项目收益率与晶硅进一步拉开差距，其应用场景或将被局限在高端幕墙领域，规模化落地进展有不及预期的可能性，市场空间也将受到限制。

新一代电池降本增效不及预期：通过复盘海外企业降本增效过程可知，薄膜电池转换效率获得明显提升需要持续技术创新，如果国内企业在设备、工艺上的突破有限，可能会影响电池成本下降速度和产品转换效率增加的空间。