光伏系列报告：钙钛矿的产业探索加速，几大核心问题仍有待突破（-韭研公社

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光伏系列报告：钙钛矿的产业探索加速，几大核心问题仍有待突破（

涨老师

2023-01-12 08:50:19

作者：游家训，张伟鑫

晶硅作为第一代电池技术，经过几十年的蓬勃发展，是目前最成熟的光伏技术。但研发效率逐渐接近其理论极限，进步空间相对有限。在第二代薄膜电池量产表现不佳的情况下，以钙钛矿为主的第三代光伏技术凭借突出的理论效率受到广泛关注。目前钙钛矿正处于逐步从科研向产业化尝试的阶段，其转化效率在快速提高，不过产业化还需要解决产品寿命、大面积制备等核心问题。
　　
钙钛矿产业探索加快。晶硅电池作为第一代太阳能技术，经过几十年的发展，已成为主流技术，占比近95%。但其研发效率（26.81%）比较接近理论极限（29.4%），未来进步空间相对有限。第二代薄膜电池具有理论上的性价比，但效率与量产表现不佳。钙钛矿电池理论优势突出，受到广泛关注。目前钙钛矿电池研发效率在快速提高并已逼近晶硅电池，近几年多个百兆瓦级产线陆续投产，其产业化尝试在明显加快。
　　
钙钛矿理论效率及理论成本优势明显，但需要解决大面积制备与产品寿命等核心瓶颈。钙钛矿吸光层溶液具有可调性，带隙宽度接近太阳能电池理论极限，单结钙钛矿拥有更高的理论效率天花板（33%），且对于缺陷容忍度高，实际研发效率比晶硅和薄膜更容易接近理论效率；且钙钛矿叠层后可以实现效率的飞跃（晶硅叠层43%，双结45%）。同时，钙钛矿电池结构简单，理论的设备成本低；钙钛矿溶液杂质容忍度高、用量少、容易获得，理论上的原料成本也更低。但目前产业化膜层均匀性难以保证、电池死区不可避免，让大面积制备的钙钛矿效率损失严重；同时，离子键结构的钙钛矿溶液易分解、对外界干扰敏感，钙钛矿电池/组件容易衰减，产品寿命远弱于晶硅电池。除了单结钙钛矿电池的研究，业界也在探索采用钙钛矿-HJT叠层电池结构。
　　
如果核心问题获得突破，相关环节将受益。行业的核心突击方向围绕以上几个核心瓶颈展开，需要各方参与者共同推动：1）钙钛矿厂商：通过改善溶液配方及电池结构可以提高电池稳定性与效率，目前尚无明确方案，稳定、高效的溶液配方可能成为领先企业的主要技术壁垒；2）封装环节：理化性能更好的POE胶膜与封装设计提升，能有效避免外界因素干扰提高稳定性；3）TCO玻璃：大面积制备玻璃基底平整度要求提升；4）设备：钙钛矿层的均匀制备是目前主要工艺困难，狭缝涂布设备、蒸镀设备等不同路线均有尝试；另外激光设备精度提升可以有效减小死区面积。
　　
投资建议：关注在投入与布局钙钛矿的公司：协鑫科技（港股）、隆基绿能、晶澳科技、晶科能源、天合光能、通威股份、东方日升、爱旭股份、中来股份、杭萧钢构（建筑）；TCO玻璃：金晶科技（建材）；POE封装材料：福斯特、赛伍技术、激智科技、海优新材等；钙钛矿设备：捷佳伟创（机械联合）、迈为股份（机械联合）、帝尔激光（电子）、奥联电子（汽车）、古鳌科技（计算机）、奥来德（电子）等。
　　
风险提示：钙钛矿降本增效不及预期、产业化突破不及预期等。

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