钙钛矿电池产业化初期，设备材料需求释放-格隆汇

今日光伏细分板块钙钛矿电池重新回暖，截至收盘涨3.24%。奥联电子涨16.12%、微导纳米涨10.63%、拓日新能涨10.09%。

行业进展方面，多家公司的钙钛矿电池产品通过了IEC 61215的双85测试，进入量产阶段。目前已有多家头部企业宣布GW级产线规划目标，据东吴证券，预计23/25/30年全国合计钙钛矿组件产能1.7/6.6/15.4GW。

（同花顺）

钙钛矿电池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，目前常用的Perc属于晶硅电池，二者的差距主要体现在转换效率上。

与晶硅电池相比，钙钛矿的理论转换效率的天花板更高，并且研发效率与理论极限仍有较大的进步空间。当前晶硅电池的研发效率已经达到26.81%，十分接近其理论极限效率值（29.4%），从降本增效的角度，未来研发投入带来的边际产出十分有限。

而钙钛矿电池理论转换效率可达到31%，有着更高的上限，经过十多年的研究投入，实验室端的效率从14.1%提升至25.8%，取得较大的进步。同时，更低的投资成本令产业端起步更为轻松。根据天风证券，单GW钙钛矿的投资成本为5亿，仅为晶硅电池的一半。

此外，钙钛矿电池具备柔性、轻薄等特点，比起晶硅电池，有更好的透光性，短波长范围内吸光能力更强。结合成本、结构等特点，BIPV（光伏建筑一体化）和CIPV（汽车集成光伏）是钙钛矿电池的理想应用场景。

钙钛矿电池的内部结构分为TCO导电玻璃、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层以及金属对电极。在太阳光照下，钙钛矿层受到激发，产生成对的光生电子和空穴，这两种载流子分别被电子传输层与空穴传输层运送至TCO导电层与金属对电极，产生电势差，形成内建电场。

工艺路线上，钙钛矿电池的制备经过清洗、激光划刻以及各层镀膜沉积等工序，其中需要通过三道激光刻线将整块钙钛矿电池切割成子电池，各层制备涉及四套设备：涂布设备、镀膜设备、激光设备及封装设备，原材料在单一工厂内仅需45分钟就可以加工成为组件。

但规模量产很难不牺牲效率，这是目前产业化的一大难点。钙钛矿电池在大面积制备时，效率损失尤为明显，核心难点在于控制保证各膜层均匀及死区面积。

各膜层厚度一般在几十纳米到几百纳米之间，细微不平整以及不均匀对于效率的影响都尤为明显。而通过激光切割后重新连接的子电池之间形成一块死区，又无法贡献发电能力。

（Energy Environ.Sci）

量产后麻烦也不小。钙钛矿材料制成光伏组件后稳定性低，衰减快。从效率衰退至初始值的80%，钙钛矿电池只需要4000小时，相当于0.45年，而晶硅电池还能够熬过25年，差距十分显著。

钙钛矿电池可以与晶硅电池组成叠层，实现更高的效率，还可以组成双钙钛矿电池的叠层。晶硅电池中，又与异质结电池的适配度更高，和钙钛矿电池做叠层时无需更改原有的产线，节省改造成本。去年12月，钙钛矿与晶硅叠层电池的研发效率已经达到32.5%。

过去两年已经有布局钙钛矿电池企业完成合计500MW的中试线投产，预计今年还将有600MW的中试线投产，整体规模有望达到GW级别。

除了隆基绿能、天合光能、东方日升等晶硅企业涉足钙钛矿电池，近两年不少有高校背景的初创企业进军钙钛矿电池，加快该领域的技术迭代。

从规模上判断，钙钛矿电池产业当前仍处于产业化初期，更高的理论转换效率极限会驱使着设备材料到整个制备工艺的升级进步。

电池组成结构上，TCO玻璃等封装材料是钙钛矿电池成本的核心，占了34%，在大面积量产制备条件下，对于玻璃基地的平整度要求提升。其次是设备环节，组件各叠层均匀致密性要求的主要挑战来自工艺层面，不同工艺路线对设备要求不尽相同。

蒸镀工艺具有成膜均一、稳定性好、制程单一、良品率高等优势，在钙钛矿层、界面钝化层、电子传输层（C60）及金属电极均有广泛应用，但是目前设备投资仍较高，布局企业包括京山轻机、捷佳伟创等设备商。

钙钛矿电池制备需要使用激光设备的工序较多，设备精度提升可以有效减小死区面积，提升组件效率。激光设备产商包括迈为股份、帝尔激光、杰普特、德龙激光等。

与N型电池起步再到量产的节奏类似，当前量产规模虽小，但设备材料厂商提前和电池厂商进行合作研发、验证，后续也会受益电池扩产，释放设备需求。

从价值量占比和技术壁垒的角度，应该更关注的方向包括：成本占比高，质量发挥关键作用的材料环节，如TCO玻璃，POE胶膜，以及通过掌握更稳定高效的溶液配方，电池结构的电池布局企业，还有受益于电池扩产放量，有降本空间的镀膜设备厂商。

钙钛矿电池产业化初期，设备材料需求释放