1. 鈣鈦礦：生態(tài)鏈快速建設(shè)，產(chǎn)業(yè)從 0 到 1 爆發(fā)前夕
1.1. 第三代太陽能電池，或?yàn)楣夥罱K路線
第三代太陽能電池，轉(zhuǎn)換效率大幅提升。第一代光伏電池以單晶硅和多晶硅為主， 根據(jù)硅片類型可進(jìn)一步劃分為 P 型和 N 型，P 型代表為單晶 PERC，為當(dāng)前主流技 術(shù)路線。N 型代表則為 TOPCon 和 HJT，極限效率分別為 28.7%和 27.5%,目前光伏 產(chǎn)業(yè)鏈正處于 N 型快速擴(kuò)張時(shí)期；第二代則是以砷化鎵為代表的薄膜型電池，但是 制備成本較高；而鈣鈦礦為代表的第三代薄膜電池，具有 PCE 高和成本低廉的雙 重優(yōu)勢。單結(jié)鈣鈦礦極限效率約為 33%，疊層可達(dá)到 40%以上。
直接隙材料優(yōu)勢明顯，光吸收系數(shù)較高。鈣鈦礦材料性能優(yōu)異主要來自于其獨(dú)特的 面心立方體結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的光電性質(zhì)-吸光系數(shù)高、帶隙可調(diào)、激子結(jié)合能低和擴(kuò) 散距離長等優(yōu)勢，其結(jié)構(gòu)式可表示為 AMX3，當(dāng)前對(duì)鈣鈦礦材料的研究多集中在甲 胺鉛鹵化物(MAPbX3)、甲脒鉛鹵化物(FAPbX3)、銫鉛鹵化物(CsPbX3)和銫錫鹵化 物(CsSnX3)等。
介孔層增強(qiáng)載流子收集能力。鈣鈦礦電池沿用燃料敏化太陽能電池的叫法，把電子 傳輸層在底下的為正式結(jié)構(gòu)，反之則為反式結(jié)構(gòu)。再根據(jù)介孔層- ( Mesoporous Layer) 進(jìn)一步劃分為介孔和平面。介孔層的作用主要是為鈣鈦礦提供沉積支架和傳輸電荷， 通過降低傳輸距離增強(qiáng)載流子收集能力并阻止漏電。但是介孔層會(huì)限制晶粒生長， 反而降低開路電壓（Voc）和短路電流密度（Jsc）。 PSCs 發(fā)展速度遠(yuǎn)超晶硅，大尺寸組件開始突破。鈣鈦礦 2009 年首次應(yīng)用時(shí)效率僅 為 3.8%，2016 年電池效率就突破 20%。2023 年 3 月，極電光能官方公眾號(hào)發(fā)布其 809.8cm2 大尺寸鈣鈦礦光伏組件經(jīng)國際權(quán)威機(jī)構(gòu) JET 檢測認(rèn)證，其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 19.9%。目前公司在 16.7cm2 鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率也已經(jīng)突破 22.9%。
1.2. 鈣鈦礦 VS 晶硅：效率大幅提升，降本潛力遠(yuǎn)超晶硅
1.2.1. 效率端：前沿效率不斷刷新，效率接近轉(zhuǎn)換極限
實(shí)驗(yàn)室效率日新月異，疊層進(jìn)展迅速。根據(jù)美國 NREL 統(tǒng)計(jì)，自上世紀(jì) 70 年代發(fā) 明晶硅電池以來，當(dāng)前晶硅路線 HJT 最高效率為 26.81%（隆基，2022/11）。而鈣鈦 礦自 14.1%（EPFL，2013/06）僅僅用 9 年就達(dá)到了 25.7%（UNIST，2022/01）；鈣 鈦礦/硅疊層更是達(dá)到了 32.5%。在極限效率上，單結(jié)鈣鈦礦的效率極限為 33%，而 晶硅電池的理論轉(zhuǎn)換效率極限為 29.4%，疊層鈣鈦礦更可以達(dá)到 40%以上。
1.2.2. 成本端：產(chǎn)業(yè)鏈一體化提升，效率接近轉(zhuǎn)換極限
降本增效持續(xù)推進(jìn)。根據(jù)極電光能測算，百 MW 鈣鈦礦成本已經(jīng)低于晶硅組件。百 MW 階段的成本有望控制在 1-1.5 元/瓦之間；GW 級(jí)別生產(chǎn)時(shí)，成本可降到 0.8 元/ 瓦；10GW 級(jí)別降到約 0.6 元/瓦。若鈣鈦礦組件效率在達(dá)到 17%同時(shí)保持成本在 1.3 元/瓦以內(nèi)，并且壽命穩(wěn)定 25 年則將擁有較強(qiáng)的市場競爭力。 產(chǎn)業(yè)鏈投資進(jìn)一步集中，約為晶硅線路的 50%。光伏晶硅產(chǎn)業(yè)鏈涉及硅料廠-硅片 廠-電池廠-組件廠合計(jì)四個(gè)環(huán)節(jié)，合計(jì)投資額約 9.6 億元，中間考慮運(yùn)輸環(huán)節(jié)需要耗 時(shí) 3 日以上。而鈣鈦礦從原材料到組件出廠僅需要一個(gè)工廠，耗時(shí) 45 分鐘左右。預(yù) 計(jì)未來在 GW 級(jí)別投產(chǎn)情況下，鈣鈦礦電池投資額可降至晶硅線路的一半 ，GaAs 的十分之一。
壓縮極限成本，材料成本占比約 56%。長期來看，鈣鈦礦組件成本可降低至 0.5-0.6 元/瓦。同時(shí)鈣鈦礦電池原材料均屬于基礎(chǔ)化工材料，可通過人工合成，不含有稀有 元素，對(duì)比晶硅路線的硅料更加廉價(jià)易得。從外，鈣鈦礦材料對(duì)雜質(zhì)敏感度低，對(duì) 原材料的純度要求低于晶硅。在工藝上，鈣鈦礦生產(chǎn)溫度不超 150 度，相比于晶硅 1000 度左右的高溫可以做到降低能耗的作用。目前 FTO 導(dǎo)電玻璃約占材料成本的 65%，但透明導(dǎo)電玻璃屬于成熟產(chǎn)品，隨著下游需求的擴(kuò)張，產(chǎn)能可迅速擴(kuò)張。
1.2.3. 應(yīng)用端：電站建設(shè)成本進(jìn)一步降低，下游 BIPV 應(yīng)用廣泛
發(fā)電量占優(yōu)，光伏電站建設(shè)成本降低。根據(jù)研究表明，得益于超高的吸光系數(shù)和禁 帶寬度，轉(zhuǎn)換效率在17.9%的鈣鈦礦組件發(fā)電量約等于轉(zhuǎn)換效率20.4%的晶硅組件。 建設(shè)成本方面，假定鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率為 15%，晶硅組件轉(zhuǎn)換效率 20.5%。鈣鈦 礦組件的建設(shè)成本約為 3.12 元/瓦，對(duì)比單晶硅組件的 3.33 元/瓦，其中組件上約有 0.7 元/瓦的優(yōu)勢，但在支架成本和土建成本上稍高于晶硅。綜合考慮，鈣鈦礦較晶 硅在電站建設(shè)上約有 0.21 元/瓦的優(yōu)勢。
BIPV 打開下游應(yīng)用空間。BIPV，即光伏建筑一體化是指將太陽能發(fā)電產(chǎn)品集成到 建筑上的技術(shù)。基于鈣鈦礦電池材料的輕薄性、透光性、吸光能力，鈣鈦礦產(chǎn)品可 以較好的適配各類使用場景，尤其對(duì)于有采光要求的辦公樓等墻體。
1.3. 鈣鈦礦制備：穩(wěn)定性及大面積制備有望突破
1.3.1. 大面積制備：濕法經(jīng)濟(jì)性顯著，干法效果好但成本較高
干法均勻性高，設(shè)備為主要瓶頸。常見的干法工藝為氣相沉積法，在真空的環(huán)境下 通過蒸鍍的方式制備鈣鈦礦薄膜。相比于濕法工藝，氣相沉積法可以通過控制蒸發(fā) 源精確調(diào)控鈣鈦礦中各組分的化學(xué)計(jì)量比，從而保證薄膜的均勻性。但是干法工藝 對(duì)真空環(huán)境要求極高，需要較長的抽真空時(shí)間，這也使得干法工藝成本上升，單臺(tái) 產(chǎn)能下降（制備時(shí)間長）。
濕法核心在于形核結(jié)晶，狹縫涂布或成主流。早期實(shí)驗(yàn)室制備鈣鈦礦多使用一步或 兩步溶液旋涂工藝。一步法操作簡單先制備溶液并將混合前驅(qū)體旋涂于襯底上，退 火結(jié)晶（溫度 100-150℃），形成純相、無針孔、致密的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層。兩步法與之 類似，分開旋涂后再在熱臺(tái)上退火。隨著大面積制備需求顯現(xiàn)，濕法工藝逐漸發(fā)展 出了刮刀涂布、狹縫涂布、絲網(wǎng)印刷、噴涂法、噴墨打印法。通常濕法步驟包括溶 劑揮發(fā)→溶液過飽和+成鍵→溶質(zhì)析出/形成晶核（同質(zhì)隨機(jī)形核）→晶粒生長→形 成固態(tài)多晶薄膜。鈣鈦礦的形核和工藝窗口窄，并且隨著面積的放大控制難度上升。 旋涂法薄膜組分均勻同時(shí)晶粒大小調(diào)控簡單但是不適合大規(guī)模量產(chǎn)，而狹縫涂布法 溶液利用率高，適合大面積生產(chǎn)，但在均勻性控制上仍需改進(jìn)。
1.3.2. 穩(wěn)定性進(jìn)展可期，材料及封裝技術(shù)持續(xù)優(yōu)化
穩(wěn)定性驗(yàn)證順利，材料技術(shù)優(yōu)化穩(wěn)步推進(jìn)。目前部分企業(yè)鈣鈦礦組件已經(jīng)通過多項(xiàng) IEC61215 晶硅光伏組件標(biāo)準(zhǔn)。普林斯頓大學(xué)通過 2D-PVSK 界面鈍化以及雙重封裝 技術(shù)在 1sun/35-110℃標(biāo)準(zhǔn)下 T80＞30 年；萊斯大學(xué)利用 3D/PP-2D bilayer，在 1sun/60℃ /75%RH 的老化條件下實(shí)現(xiàn) T99＞2000h。
長期穩(wěn)定性優(yōu)化路徑清晰，頭部企業(yè)進(jìn)展可期。纖納光電 2019 年底通過全球首次 IEC 標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性測試；2020 年 7 月在濕熱實(shí)驗(yàn)測試中，將組件老化時(shí)間由 1000 小 時(shí)提升至 3000 小時(shí)。纖納α組件通過 IEC61215 和 IEC61730 穩(wěn)定性全體系認(rèn)證。 長期角度來看，鈣鈦礦通過優(yōu)化材料體系/無機(jī)電荷傳輸層/金屬氧化物電荷傳輸層 阻擋/采用復(fù)合電極以及優(yōu)化組件封裝技術(shù)進(jìn)一步加強(qiáng)鈣鈦礦組件穩(wěn)定性。
2. 鈣鈦礦疊層：提升效率極限，多路徑共同發(fā)展
疊層技術(shù)百花齊放，全鈣鈦礦疊層成本占優(yōu)。按照電極的連接方式可分為兩端/三端 /四端疊層，兩端結(jié)構(gòu)為子電池串聯(lián)，機(jī)械堆疊的四端疊層子電池獨(dú)立運(yùn)行，不比考 慮二者兼容性，但是寄生吸收大，成本高；按照材料選擇可進(jìn)一步細(xì)分為鈣鈦礦-晶 硅疊層/全鈣鈦礦疊層/鈣鈦礦-有機(jī)疊層/鈣鈦礦-CIGS 疊層。目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度較快的 是全鈣鈦礦疊層和鈣鈦礦-晶硅疊層。從 LCOE 角度晶硅/鈣鈦礦疊層約為 5.22 元， 略高于全鈣鈦礦疊層的 4.22 元。考慮到目前兩者極限效率差距不顯著，同時(shí)在組件 尺寸以及晶硅產(chǎn)業(yè)鏈成熟度來看，預(yù)計(jì)初期晶硅/鈣鈦礦的進(jìn)度更快，中長期切入全 鈣鈦礦疊層。
2.1. 結(jié)構(gòu)選擇：兩端、三端 or 四端？
兩端集成一體 VS 四端機(jī)械堆疊。疊層電池通過寬帶隙電池與窄帶隙電池串聯(lián)，利 用全光譜范圍內(nèi)的光子，突破單結(jié)極限效率。目前主流的疊層結(jié)構(gòu)為 2 端和 4 端器 件，兩端疊層理論 PCE 為 45.7%略低于四端疊層的 46%。四端機(jī)械堆疊電池，工 藝難度上機(jī)械堆疊的四端疊層電池最容易制作，兩個(gè)子電池獨(dú)立制作，僅在光學(xué)耦 合/沒有電氣連接。四端口器件需要的電子元器件翻倍（例如逆變器），寄生吸收大、 制造成本高。兩端集成一體電池，兩個(gè)子電池通過復(fù)合層/隧道結(jié)將子電池串聯(lián)連接， 對(duì)比四端機(jī)械堆疊僅需要一個(gè)透明電極，可以直接在硅電池上沉積鈣鈦礦電池，減 少電極用料和沉積步驟。但是兩端疊層缺陷在于：子電池串聯(lián)工作，因此二者必須 有相似的光電流，電池電流受電流較低的子電池影響。同時(shí)晶硅電池表面的陷光結(jié) 構(gòu)也會(huì)增加鈣鈦礦薄膜的沉積難度。三端疊層受限于低帶隙電池 Voc 過小，性能和 發(fā)展速度慢于其它路線。
2.2. 材料選擇：全鈣鈦礦疊層 or 鈣鈦礦/晶硅疊層
2.2.1. 全鈣鈦礦疊層：窄帶隙材料或?yàn)殛P(guān)鍵瓶頸
鈣鈦礦材料帶隙可調(diào)，為理想疊層材料。鹵素鈣鈦礦帶隙從 1.2eV 到 3eV 連續(xù)可調(diào)， 使用窄帶隙和寬帶隙的鈣鈦礦作為疊層電池可以獲得更高的轉(zhuǎn)換效率。2019 年前窄 帶隙鈣鈦礦性能差，是限制疊層電池性能的主要原因。因此提升窄帶隙鈣鈦礦薄膜 載流子擴(kuò)散長度，提升光電流密度成為研究的主要方向。通過使用缺陷調(diào)控-抑制前 驅(qū)體溶液中 Sn2+的氧化/增強(qiáng)晶粒表面缺陷鈍化，提升窄帶隙鈣鈦礦電池性能。
全鈣鈦礦疊層效率提升路徑清晰。核心為三大路徑-（1）互聯(lián)層/隧穿結(jié)，過原子層 沉積（ALD）制備互聯(lián)層和金屬復(fù)合層的新型隧穿結(jié)結(jié)構(gòu)（SnO2），金團(tuán)簇層增強(qiáng)載 流子復(fù)合，簡化制作過程實(shí)現(xiàn)全溶液法制備鈣鈦礦薄膜；（2）窄帶隙電池通過缺陷 調(diào)控，增加窄帶隙鈣鈦礦薄膜載流子擴(kuò)散長度，增大光電流密度和開路電壓；（3） 寬帶隙頂電池，可通過對(duì) Cs 含量調(diào)控，加速形核與結(jié)晶，提升均勻致密性。
2.2.2. 硅/鈣鈦礦疊層：HJT 結(jié)構(gòu)占優(yōu)，與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)快速融合
硅屬于間接帶隙材料，為絕佳的底電池。硅的帶隙為 1.12eV，而鹵素鈣鈦礦帶隙從 1.2eV 到 3eV 連續(xù)可調(diào)，兩者可相互搭配，同時(shí)晶硅產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備成熟的產(chǎn)業(yè)鏈， 目前晶硅路線進(jìn)入 N 型元年但也在逐步達(dá)到效率極限，選擇與鈣鈦礦疊層可以百尺 竿頭更進(jìn)一步，后期或?qū)⑼ㄟ^改造方式來提升效率。 兩端疊層：成本低、易量產(chǎn)、 工藝較復(fù)雜、底電池工藝匹配挑戰(zhàn)較大；四端疊層：制造簡單、組合靈活、與底電 池技術(shù)相互獨(dú)立，系統(tǒng)端設(shè)計(jì)復(fù)雜。早期疊層電池選擇 PERC 作為底電池，隨著 HJTR 和 TOPCon 技術(shù)逐漸成熟，尤其異質(zhì)結(jié)本身結(jié)構(gòu)和低溫工藝，對(duì)鈣鈦礦疊層的適配 度更高。硅/鈣鈦礦疊層電池較原有晶硅路線和單結(jié)鈣鈦礦具有更高的轉(zhuǎn)換效率，目 前鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，因此硅/鈣鈦礦疊層或?qū)⒊蔀榍爸衅谥髁?，隨著 對(duì)鈣鈦礦材料體系認(rèn)知逐步深入，再轉(zhuǎn)入全鈣鈦礦疊層。
HJT+鈣鈦礦疊層：鈣鈦礦電池能有效利用高能量的紫外和藍(lán)綠可見光。而異質(zhì)結(jié)電 池可以有效的吸收鈣鈦礦材料無法吸收的紅外光。結(jié)構(gòu)上，HJT 具備透明導(dǎo)電層 （TCO），可與鈣鈦礦疊層完美適配，改造難度小，同時(shí) HJT 本身為對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以 兼容正式和反式鈣鈦礦電池。 優(yōu)勢：自帶 TCO；開壓高；對(duì)稱結(jié)構(gòu)兼容性強(qiáng)； 劣勢：異質(zhì)結(jié)絨面金字塔與鈣鈦礦涂層仍有匹配問題需要解決； 代表廠：寶鑫、杭蕭鋼構(gòu)、牛津光伏等。
TOPCon+鈣鈦礦疊層：TOPCon 正面的氮化硅與氧化鋁不導(dǎo)電，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造 優(yōu)勢：產(chǎn)線投資額低，經(jīng)濟(jì)性高； 劣勢：本身不帶 TCO 需要改造；增加 TCO 后失去高電流優(yōu)勢； 代表廠：中來、黑晶-皇氏集團(tuán)。
異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦疊層為研發(fā)主流。由于 HJT 具備雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu)+低溫工藝+自帶 TCO， 可與鈣鈦礦疊層完美適配，改造難度小，工藝流程簡單。目前進(jìn)度較快的是合特光 電（杭蕭鋼構(gòu)）和寶馨科技。合特光電目前建立中試線目標(biāo)轉(zhuǎn)換效率 28%以上，目 前產(chǎn)線設(shè)計(jì)能兼容生產(chǎn) 166mm 和 182mm 尺寸規(guī)模的晶硅組件；寶馨科技疊層發(fā)展 路徑-（1）2023 年在 2023 年上半年完成新實(shí)驗(yàn)線建設(shè)；（2）2024 年啟動(dòng)百兆瓦級(jí) 別的鈣鈦礦疊層線建設(shè)，目標(biāo)實(shí)驗(yàn)室效率大于 32%，加速老化等效外推達(dá)到 25 年； （3）2026 年鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層 GW 級(jí)產(chǎn)線升級(jí)，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn) 210 半片鈣鈦礦/異質(zhì) 結(jié)疊層電池，電池效率在基底異質(zhì)結(jié)的基礎(chǔ)上提升率大于15%，首年衰減不超過3%， 以后每年衰減不超過 0.5%,量產(chǎn)壽命大于 25 年。
2.3. 多條中試線建立，產(chǎn)業(yè)政策紛至沓來
頭部企業(yè)多以百兆瓦線為主，GW 級(jí)招標(biāo)可期。目前頭部的協(xié)鑫光電、纖納光電和 極電光能都基本完成百兆瓦中試線建設(shè)，當(dāng)前首要目標(biāo)是打通工藝，為后續(xù) GW 級(jí) 擴(kuò)產(chǎn)打下基礎(chǔ)。根據(jù)對(duì)各鈣鈦礦企業(yè)產(chǎn)線建設(shè)規(guī)劃，更多企業(yè)開始布局百兆瓦線， 頭部企業(yè)在為 GW 級(jí)擴(kuò)產(chǎn)做準(zhǔn)備，預(yù)計(jì) 2024 年將出現(xiàn) GW 級(jí)別招標(biāo)，同時(shí)鈣鈦礦 組件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在積極制定，隨著后續(xù)長期穩(wěn)定性的解決和大面積制備線路確立， 鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)將快速完成從 0 到 1 的突破快速放量。
產(chǎn)業(yè)支持政策持續(xù)落地。目前各部門正在積極出臺(tái)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策支持鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈 發(fā)展。國家能源局分別在《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》以及《工業(yè)和信息化部 等六部門關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出推動(dòng)鈣鈦礦及疊層電池制備 的技術(shù)研究。工信部也于 2023 年 1 月發(fā)布了《推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》 推動(dòng)鈣鈦礦及疊層電池等先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，提升規(guī)?；慨a(chǎn)能力。 產(chǎn)業(yè)融資盛況空前，資本合作如火如荼。頭部的協(xié)鑫光電、纖納光電和極電光能均 已完成數(shù)輪融資，為后續(xù)鈣鈦礦中長期發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)具有一定技術(shù)積累 與相關(guān)性的企業(yè)也正在融資轉(zhuǎn)型，加速產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。
3. 鈣鈦礦設(shè)備：鍍膜設(shè)備為核心，技術(shù)路線百花齊放
3.1. 鈣鈦礦生產(chǎn)流程及對(duì)應(yīng)設(shè)備
鈣鈦礦生產(chǎn)技術(shù)線路百家爭鳴。通常情況下，鈣鈦礦組件生產(chǎn)需要經(jīng)歷玻璃清洗→ 沉積導(dǎo)電層（PVD）→沉積電子傳輸層（RPD/ALD+PVD/狹縫涂布）→沉積鈣鈦礦 層（刮刀/狹縫涂布）→沉積空穴傳輸層（PVD/狹縫涂布）→組件封裝（層壓機(jī)）， 若采用涂布工藝則還需配置 VCD 進(jìn)行鈣鈦礦干燥。根據(jù)協(xié)鑫 100MW 中試線推測， 目前鈣鈦礦核心裝備為真空鍍膜設(shè)備（PVD/RPD），然后依次為涂布設(shè)備、激光設(shè) 備（四道工序）以及封裝設(shè)備。
核心為真空鍍膜設(shè)備，工藝選擇仍需探索。鈣鈦礦工藝類似 OLED 面板制造，TCO 層制備通常選擇 PVD 設(shè)備；HTL-電子傳輸層可使用 PVD 或狹縫涂 布；電子傳輸層則以 RPD 效果較好。各環(huán)節(jié)膜層均有不同適配設(shè)備，鈣鈦礦材料選 擇也會(huì)影響設(shè)備選型。
3.1.1. 鍍膜設(shè)備：價(jià)值占比較高，為鈣鈦礦核心設(shè)備
物理氣相沉積（PVD）-物理氣相沉積是指使用機(jī)械、機(jī)電或熱力學(xué)過程將材料從源 釋放并沉積在基材上的應(yīng)用技術(shù)。其中固體材料在真空環(huán)境中蒸發(fā)并作為純材料或 合金成分涂層沉積在基材上。物理氣相沉積（PVD）最常見的兩種技術(shù)是蒸發(fā)和濺 射。該工藝將涂層材料作為單個(gè)原子或在分子水平上轉(zhuǎn)移，它可以提供極其純凈和 高性能的涂層，熱蒸鍍-加熱一種固體材料，該材料在高真空室內(nèi)沉積到基材表面； 磁控濺射-使用磁鐵將電子捕獲在帶負(fù)電的靶材上，具有更快的薄膜沉積速率。
RPD 具備較低的離子轟擊。RPD 即等離子體鍍膜-通過等離子槍產(chǎn)生的等離子體進(jìn) 入到工藝腔體內(nèi)，然后在磁場作用下打到靶材上，靶材升華沉積至襯底上。相比于 傳統(tǒng)的 PVD 磁控濺射，RPD 具有低離子損傷、低溫沉積溫、可大面積制備和生長 速高率等優(yōu)點(diǎn)，但是 RPD 設(shè)備成本較高同時(shí)核心專利、靶材及零部件仍然受到專利 限制，并且 RPD 產(chǎn)能較低。目前國內(nèi)靶材公司正在積極開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品，但設(shè)備及零 部件降本仍需要不斷推進(jìn)。
專利為核心壁壘，HJT 領(lǐng)域已有應(yīng)用。RPD 專利由日本住友掌握，早期在大陸地區(qū) 將專利授權(quán)給捷佳偉創(chuàng)。除離子轟擊小外，RPD 還具有穿透率高、載子遷移高等良 好的光電綜合效應(yīng)。在 HJT 領(lǐng)域已有成熟應(yīng)用，較常規(guī)異質(zhì)結(jié)裝備有約 0.6%的效 率增益，成功開發(fā)出量產(chǎn)設(shè)備，未來有望在鈣鈦礦領(lǐng)域持續(xù)迭代優(yōu)化、
3.1.2. 涂布設(shè)備：高精密狹縫涂布，干燥結(jié)晶為重點(diǎn)
狹縫涂布有望成為主流，德滬涂膜約市占率 70%。狹縫擠壓式涂布技術(shù)是一種先進(jìn) 的預(yù)計(jì)量涂布技術(shù)，能獲得較高精度的涂層，在鋰電池、液晶顯示以及半導(dǎo)體先進(jìn) 封裝已經(jīng)有應(yīng)用。相比于刮刀涂布，狹縫涂布具備更大的液膜厚度范圍以及溶液粘 度要求，在原料利用以及可重復(fù)性上也優(yōu)于刮刀涂布。狹縫擠壓式涂布技術(shù)在產(chǎn)業(yè) 化應(yīng)用的核心瓶頸是需要解決能適應(yīng)不同流量、溫度、壓力、粘度情況下設(shè)計(jì)與漿 料匹配的涂布頭。
3.1.3. 激光設(shè)備：P1-P4 四道激光工藝，設(shè)備廠商競爭激烈
四道激光工序，設(shè)備占比約 10%。P1 工藝：通過激光設(shè)備分割底部的 TCO 襯底。 在導(dǎo)電玻璃電極 TCO 層制備完成后，在制備空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層 之前通過激光設(shè)備進(jìn)行劃線，形成相互獨(dú)立的 TCO 襯底→P2 工藝：露出 TCO 襯 底，為連接相鄰兩節(jié)子電池的正負(fù)電極提供通道?！鶳3 工藝：去除部分功能層以分 割相鄰子電池的正極，為了保證不損傷 P2 層，對(duì)激光設(shè)備加工精度要求較高?！?激光清邊 P4 工藝：封裝前的清理工藝，利用激光技術(shù)清除掉電池邊緣的沉積膜。
激光劃線優(yōu)勢： 1-適應(yīng)先進(jìn)工藝：可選配光斑整形鏡和皮秒/飛秒激光器，劃線熱效應(yīng)小，最小劃線 線寬可小于 20μm，線間距小于 40μm，可實(shí)現(xiàn)死區(qū)寬度＜150 μm，GFF＞95% 。 2-0 機(jī)械精度高：采用伺服/直線電機(jī)光柵和大理石平臺(tái)，機(jī)械精度可達(dá) 1-5 μm。 3-工藝兼容好：1）可實(shí)現(xiàn)正反向劃線，2）配備吸風(fēng)裝置防止劃線污染，3） 可劃 線各類薄膜光電中的薄膜，如鈣鈦礦, aSi,aSi/μSi, CIGS/CdS, 金屬和 TCO 等。
3.1.4. 封裝設(shè)備：完全覆蓋封裝 VS 邊緣封裝
薄膜封裝有望成為主流，POE 優(yōu)勢明顯。封裝工藝大致如下，完全覆蓋封裝-在模 塊頂部制備封裝層（可通過聚合物或 ALD 制備薄膜）；邊緣封裝-在模塊周圍放置密 封劑。完全覆蓋有更好的保護(hù)效果但是會(huì)直接接觸鈣鈦礦功能層。薄膜封裝就是利 用位于玻璃基板與頂蓋之間的薄膜防止組分分解，可以通過玻璃-聚合物薄膜封裝 /ALD 薄膜沉積/復(fù)合薄膜封裝，其中 ALD 沉積薄膜致密性、可精確控制、大面積制 備、水阻隔能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是仍需解決設(shè)備成本高、固有熱損傷以及耗時(shí)長等問 題，后續(xù)研究集中在降低工藝溫度以減少熱損傷。
POE 優(yōu)勢明顯。從封裝材料看，影響 PSC 穩(wěn)定性的封裝主要有三個(gè)核心指標(biāo)（1） 加工溫度，一般為 140℃，可配合熱穩(wěn)定性較高的有機(jī)-無極雜化鈣鈦礦；（2）水蒸 氣透過率，PIB 的水蒸氣透過率數(shù)量級(jí)可達(dá) 10 -2 -10-3，同時(shí)密封方式和各材料層之間 的附著力也會(huì)造成影響；（3）彈性模量，彈性模量（過高會(huì)出現(xiàn)開裂或熱膨脹分層）。 綜合考慮，POE 水氣阻隔強(qiáng)，彈性模量與 EVA 接近，并且具備更高的抗電勢誘導(dǎo)衰 減。
3.1.5. 鈣鈦礦疊層設(shè)備：緩沖層沉積為核心，ALD/RPD 為關(guān)鍵設(shè)備
疊層結(jié)構(gòu)增加緩沖層，原子層沉積效果顯著。在全鈣鈦礦疊層以及硅/鈣鈦礦疊層中， 通常需要制備緩沖層（SnO2）。ALD 設(shè)備沉積的 SnO2 可以作為正置結(jié)構(gòu)的電子傳 輸層還可用于晶硅鈣鈦礦疊層電池中充當(dāng)電子阻擋層/緩沖層，厚度 15nm 至 20nm 之間。當(dāng)前鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)處于實(shí)驗(yàn)中試階段，ALD 設(shè)備成膜質(zhì)量好，適合產(chǎn)品開發(fā)， 可以較好的保持溫度均勻性。
4. 鈣鈦礦設(shè)備和市場空間測算
核心假設(shè)：
（1）產(chǎn)能：假使公告全部投產(chǎn)，2022 年鈣鈦礦產(chǎn)能約為 0.96GW，根據(jù)各家建設(shè)規(guī) 劃情況測算，我們預(yù)計(jì) 2023-2026 年鈣鈦礦累積產(chǎn)能分別為 1.11GW、5.65GW、 12.40GW 以及 27GW，對(duì)應(yīng)每年新增 0.15GW、4.54GW、6.75GW 和 14.60GW。
?。?）鍍膜及涂布設(shè)備：目前 100MW 鈣鈦礦整線價(jià)值量在 1.2 億元左右，根據(jù)技術(shù) 路徑不同價(jià)值量會(huì)有所變化，因此我們假設(shè)使用真空鍍膜和狹縫涂布結(jié)合方式，隨 著規(guī)模效應(yīng)，單 GW 設(shè)備投資額降逐步降低，2024 年-2026 年分別為 9.6 億元/GW、 9 億元/GW 和 8 億元/GW。作為核心工藝設(shè)備，真空鍍膜設(shè)備與涂布設(shè)備占比將維 持在 50%和 30%左右。
?。?）激光設(shè)備：由于激光設(shè)備存在眾多廠商，競爭激烈。預(yù)計(jì) 2024-2026 年激光設(shè) 備價(jià)值量占比會(huì)下降到 8%左右。對(duì)應(yīng)單 GW 價(jià)值量分別約為 7680 萬、7200 萬和 6400 萬元。
?。?）封裝設(shè)備：封裝技術(shù)對(duì)鈣鈦礦組件穩(wěn)定性起到關(guān)鍵影響，因此我們假設(shè)組件設(shè) 備價(jià)值占比將上升到 12%左右。2024 年-2026 年單 GW 價(jià)值量分別約為 1.15 億元、 1.08 億元和 0.96 億元。
根據(jù)測算，2026 年新增鈣鈦礦設(shè)備市場空間約為 117 億元，對(duì)應(yīng)存量設(shè)備市場空間 約為 234 億元，其中真空鍍膜設(shè)備市場規(guī)模約 117.27 億元、涂布設(shè)備約 70.34 億元、 激光設(shè)備約 18.76 億元和組件設(shè)備 28.13 億元。
5.重點(diǎn)公司分析
5.1. 捷佳偉創(chuàng)：持續(xù)出貨核心蒸鍍?cè)O(shè)備，積極打造鈣鈦礦整線出貨能力
光伏設(shè)備龍頭，核心布局清洗制絨和電池工藝設(shè)備。公司作為光伏設(shè)備龍頭，在清 洗和沉積摻雜工藝優(yōu)勢明顯。TOPCon 領(lǐng)域公司重點(diǎn)布局 PE-Poly 三合一設(shè)備以及 MAD 二合一設(shè)備。PE-Poly 核心設(shè)備產(chǎn)線年產(chǎn)能累計(jì)達(dá) 100GW，PE-Poly 方案市占 率超過 50%，充分受益此次 TOPCon 擴(kuò)產(chǎn)潮。同時(shí) MAD 設(shè)備替代原有氧化鋁沉積 設(shè)備，目前累計(jì)訂單超 20GW。 鈣鈦礦在手訂單超 2 億，完善鈣鈦礦整線設(shè)備供應(yīng)能力。自 2022 年下半年以來， 公司鈣鈦礦設(shè)備及服務(wù)訂單超過 2 億元，多次中標(biāo)某領(lǐng)先企業(yè)的 RPD 鍍膜設(shè)備。除 此之外，公司在 HJT/TOPCon 疊層鈣鈦礦領(lǐng)域設(shè)備銷售持續(xù)放量，布局了 RPD、 PVD、PAR、CVD、蒸法鍍膜及精密狹縫涂布等多環(huán)節(jié)設(shè)備。
5.2. 京山輕機(jī)：組件自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)勢明顯，并向電池及工藝等設(shè)備延伸
組件層壓機(jī)設(shè)備龍頭，后續(xù)訂單值得期待。公司 2022 年層壓機(jī)出貨量及市占率均 處于第一位。2023 年 1 月 8 日，晟成光伏北方基地新廠區(qū)竣工，進(jìn)一步提升公司層 壓機(jī)設(shè)備供應(yīng)能力。在 HJT 領(lǐng)域，公司與福建金石達(dá)成戰(zhàn)略合作，供應(yīng)異質(zhì)結(jié)的清 洗制絨及自動(dòng)化設(shè)備。 鈣鈦礦多技術(shù)路線布局，目標(biāo)打造鈣鈦礦整線設(shè)備廠。公司 2021 年 5 月就與協(xié)鑫 光電達(dá)成鈣鈦礦疊層電池技術(shù)合作開發(fā)協(xié)議。公司在鈣鈦礦鍍膜設(shè)備布局了三個(gè)技 術(shù)方向，主要是濺射式設(shè)備、蒸鍍?cè)O(shè)備、ALD 設(shè)備，其中 ALD 設(shè)備是和華中科技 大學(xué)一起合作研發(fā)。
頭部客戶持續(xù)滲透，設(shè)備出海值得期待。公司業(yè)務(wù)擴(kuò)張至 25+國家和地區(qū)，目前客 戶主要有晶科、晶澳、天合光能、隆基、通威等等。目前國內(nèi)頭部光伏企業(yè)有海外 建廠意愿，如隆基計(jì)劃今年 4 月開工在美國俄亥俄州建設(shè) 5GW 的光伏組件廠，為 公司打造全新增長極、
5.3. 大族激光：鈣鈦礦激光刻劃設(shè)備研發(fā)完成，后續(xù)訂單值得期待
加大新能源產(chǎn)業(yè)投入，激光設(shè)備實(shí)現(xiàn)交付。公司 2007 年進(jìn)入薄膜電池行業(yè)并進(jìn)行 了相關(guān)的研發(fā)生產(chǎn)，公司自主研發(fā)了鈣鈦礦激光刻劃設(shè)備，在該領(lǐng)域市占率處于市 場前列，在前沿研究機(jī)構(gòu)及部分鈣鈦礦龍頭企業(yè)均取得激光設(shè)備銷售交付，并實(shí)現(xiàn) 了大尺寸激光加工設(shè)備的整線交付。
5.4. 帝爾激光：光伏激光設(shè)備龍頭，多領(lǐng)域布局強(qiáng)者恒強(qiáng)
光伏激光設(shè)備龍頭，鈣鈦礦量產(chǎn)訂單交付。公司作為光伏激光設(shè)備龍頭，2022 年 BC 電池線路的激光設(shè)備訂單接近 40GW；PERC 電池近 100GW 訂單；TOPCon 的激光 SE 設(shè)備訂單持續(xù)落地，在頭部客戶獲得 0.25%以上穩(wěn)定效率提升，部分可提效至 0.3% 以上。鈣鈦礦領(lǐng)域；2022 年公司已有鈣鈦礦工藝設(shè)備訂單的交付，并對(duì)鈣鈦礦激光 技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)備。
5.5. 杰普特：領(lǐng)先布局鈣鈦礦膜切設(shè)備，激光產(chǎn)品快速迭代
首臺(tái)鈣鈦礦激光模切機(jī)，激光光源優(yōu)勢顯現(xiàn)。2021 年 8 月公司為大正微納定制的首 套柔性鈣鈦礦膜切設(shè)備，通過驗(yàn)收并正式投入生產(chǎn)使用。經(jīng)客戶測試驗(yàn)證，石油優(yōu) 化的超短激光脈沖工藝可以有選擇性的除掉吸收層，劃掉背電極層且不會(huì)損壞基地， 可以實(shí)現(xiàn)高效高精度刻蝕，極大地降低了鈣鈦礦薄膜電池死區(qū)寬度。 產(chǎn)品持續(xù)迭代優(yōu)化，增強(qiáng)競爭力。目前公司針對(duì)鈣鈦礦激光膜切設(shè)備推出了第二代 產(chǎn)品，覆蓋 P1-P3 薄膜劃切工藝段及 P4 清邊工藝四臺(tái)設(shè)備及前后小型自動(dòng)化設(shè)備， 更新后的方案在線寬可調(diào)區(qū)間以及加工效率方面相比之前都有較大的提升。
激光工藝需求明顯，設(shè)備廠商競爭激烈。目前頭部激光廠商均實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦激光設(shè)備 交付。杰普特布局時(shí)間較早，產(chǎn)品已迭至第二代；德龍激光從 P0 激光打標(biāo)至 P4 激 光清邊均已實(shí)現(xiàn)交付，目前客戶為百兆瓦級(jí)別；大族和帝爾為老牌光伏激光設(shè)備廠， 在鈣鈦礦領(lǐng)域均有技術(shù)儲(chǔ)備和前瞻布局。眾能光電具備較強(qiáng)的裝備和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)制 造能力客戶覆蓋中國華能、國家電投和寧德時(shí)代等大型企業(yè)。
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