证 券 研 究 报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 未经许可，禁止转载 行业研究 太阳能 2024年01月24日 钙钛矿电池行业深度研究报告 推荐 （维持） 钙钛矿产业化进程提速，奔赴星辰大海  钙钛矿是第三代太阳能电池，发展前景广阔。钙钛矿电池因其光电转换层使用钙钛矿结构的材料而得名，指通用化学式为ABX3的一类材料，具有轻质、柔性、弱光性高等特点。钙钛矿电池应用场景较晶硅更为广阔，可应用于光伏建筑一体化、车顶光伏、移动设备、联网传感器、光发电站等众多领域。转换效率方面，单结钙钛矿电池最大理论转换效率为33%，接近单结电池理论转换效率极限33.7%，多结电池组成的叠层电池转换效率将进一步提升。近年来钙钛矿发展迅猛，转换效率快速跃升，据NREL，单结钙钛矿电池效率纪录达26.1%，晶硅-钙钛矿叠层电池销量纪录达33.9%。  钙钛矿制备工艺暂未标准化，镀膜及涂布为核心设备。钙钛矿生产过程中涉及的设备主要有镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备等四大类，其中镀膜设备价值量占比最高，激光设备工艺确定性最强。以反式结构的单结钙钛矿电池为例，钙钛矿层、空穴传输层、电子传输层、电级层的主流工艺分别为狭缝涂布、磁控溅射（PVD）、反应式等离子镀（RPD）、磁控溅射（PVD）。钙钛矿电池的制备过程通常需要四道激光程序，主要作用是刻蚀和清边，激光工序的损伤缺陷和切面平整程度会直接影响电池的寿命和转换效率，因此对精度要求较高。从目前的产业实践来看，各企业的制备工艺存在差异，通常会在质量与经济性之间权衡，最终方案暂未标准化。  钙钛矿电池产业化潜力突出，大面积制备及稳定性仍需突破。（1）产业化优势。制造链条相较于晶硅显著缩短，生产效率明显提升，钙钛矿从原材料到组件成品产出仅需要45分钟左右，而晶硅组件从硅料到成品大约需要三天。另一方面，钙钛矿的制备条件温和，工艺温度不超过150°C，可有效降低生产能耗。（2）产业化难点。钙钛矿材料存在长期稳定性问题，目前寿命相对较短，理论使用寿命约5-15年，明显低于晶硅组件的25年。另一方面，制备大面积钙钛矿电池存在效率损失，制造工艺难度大。（3）成本及效率有望持续突破。据极电光能，百兆瓦级产线钙钛矿组件制造成本约1.5-1.6元/W，相较于晶硅组件成本仍然较高。钙钛矿处于产业化前期，后续可通过技术进步以及规模化进一步降本，预计GW级规模时成本或将降至0.9元/W左右；预计10GW级规模时或将进一步下降。  钙钛矿技术逐步渗透，有望带动设备及钙钛矿组件市场规模快速增长。（1）设备市场空间。假设2024-2030年钙钛矿渗透率由0.2%逐步提升至15.5%，大规模量产后钙钛矿设备投资额下降至5亿元/GW左右，我们预计到2030年全球钙钛矿设备新增市场空间将达到830.6亿元，2024-2030年CAGR约80%。（2）钙钛矿组件市场空间。我们预计到2030年全球钙钛矿组件市场空间有望达到1816亿元，2024-2030年CAGR约108%。  钙钛矿叠层或将为理想路径，当前各企业以百兆瓦级中试线为主。钙钛矿电池发展路径预计将从单层结构向四端叠层过渡，两端叠层或将成为未来理想技术路线。其中钙钛矿/HJT叠层具有工艺温度低、工艺路线与晶硅相容、转换效率高等优势，或为未来的更优解。目前，各企业以百兆瓦级中试线为主，国内已有协鑫光电、纤纳光电、极电光能等多条百兆瓦级的钙钛矿组件中试线建成投产，众能光电、光晶能源等众多企业已开启百兆瓦级中试线建设。另外，多条GW级产线正在规划推进中，预计协鑫光电、极电光能的GW级产线，有望于2024年陆续落地投产。  投资建议：考虑到钙钛矿行业发展迅猛，市场空间广阔，已有部分上市公司前瞻布局，建议关注产业链相关公司，迈为股份、协鑫科技、捷佳伟创、京山轻机、曼恩斯特等（市值排序）。  风险提示：终端需求不及预期，产能扩张不及预期，钙钛矿渗透率不及预期，市场竞争加剧，相关测算具有一定主观性等。 证券分析师：黄麟 邮箱：huanglin1@hcyjs.com 执业编号：S0360522080001 证券分析师：盛炜 邮箱：shengwei@hcyjs.com 执业编号：S0360522100003 联系人：蒋雨凯 邮箱：jiangyukai@hcyjs.com 行业基本数据 占比% 股票家数(只) 38 0.00 总市值(亿元) 11,866.53 1.46 流通市值(亿元) 9,364.08 1.48 相对指数表现 % 1M 6M 12M 绝对表现 4.9% -25.6% -45.3% 相对表现 6.7% -11.8% -23.7% 相关研究报告 《光伏行业周报（20240115-20240121）：EIA上修24年美国光伏装机预期，相关产业链公司有望受益》 2024-01-22 《光伏行业周报（20240108-20240114）：EVA粒子价格触底回升，胶膜环节盈利或将底部向上》 2024-01-14 《光伏行业周报（20240101-20240107）：2023年德国光伏装机维持高增，有望延续高景气》 2024-01-08 -51%-34%-16%1%23/0123/0423/0623/0823/1124/012023-01-30~2024-01-24太阳能沪深300华创证券研究所 钙钛矿电池行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 未经许可，禁止转载 投资主题 报告亮点 本篇报告从钙钛矿工艺设备、产业化潜力以及市场空间等角度详细分析了钙钛矿电池行业的基本面情况，并梳理了潜在的投资机会。（1）对钙钛矿发展历程进行了梳理；（2）结合产业情况，对目前主流的生产工艺以及设备进行了的详细介绍。（3）从产业化角度，对目前钙钛矿电池的优劣势进行了分析，并对未来可能降本增效的空间进行了测算。（4）分别对钙钛矿设备、材料、组件等市场规模进行了测算；（5）梳理了目前钙钛矿电池行业的产业化进展。 投资逻辑 钙钛矿理论转换效率高、应用场景广阔，或将成为下一代光伏电池技术。单结钙钛矿太阳能电池的理论转换效率达33%，明显高于晶硅的29.4%，并且可以与晶硅电池组成叠层电池，转换效率还将进一步提升。钙钛矿具有轻质、柔性、弱光性高等特点，应用场景更为广阔。产业前景来看，高生产效率和低能耗的优势奠定了钙钛矿电池的产业化基础，但目前仍面临稳定性与大面积制备等痛点，未来随着技术进步以及产能规模的不断扩张，成本及效率有望持续突破。 钙钛矿已经进入产业化前期，行业发展迅猛。历经十多年的发展，单结钙钛矿电池效率由3.8%跃升至26.1%。目前，国内已有协鑫光电、纤纳光电、极电光能等多条百兆瓦级的钙钛矿组件中试线建成投产，众能光电、光晶能源等众多企业已开启百兆瓦级中试线建设，协鑫光电、极电光能等企业的GW级产线正在规划推进中，有望于2024年开始陆续落地投产。 随着钙钛矿技术的逐渐渗透，有望带动设备及组件市场规模快速增长。我们预计到2030年全球钙钛矿设备新增市场空间将达到830.6亿元，2024-2030年CAGR约80%；预计到2030年全球钙钛矿组件市场空间将达到1816亿元，2024-2030年CAGR约108%，设备及钙钛矿组件的相关企业有望受益。 投资建议 考虑到钙钛矿行业发展迅猛，市场空间广阔，已有部分上市公司前瞻布局，建议关注产业链相关公司，迈为股份、协鑫科技、捷佳伟创、京山轻机、曼恩斯特等（市值排序）。 钙钛矿电池行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 3 目 录 一、 钙钛矿是第三代太阳能电池技术，发展前景广阔 ....................................................... 7 （一） 钙钛矿电池因其光电转换层材料得名，下游应用场景丰富............................ 7 （二） 工作原理与晶硅电池类似，材料体系灵活可设计性强 ................................... 9 （三） 叠层电池光谱响应范围更宽，进一步打开转换效率的天花板...................... 11 （四） 钙钛矿电池目前正处于快速成长期，转换效率不断突破 ............................. 12 二、 钙钛矿制备工艺暂未标准化，镀膜及涂布为核心设备 ............................................. 13 （一） 钙钛矿层制备的主流工艺为狭缝涂布，蒸镀发展潜力大 ............................. 14 （二） 电荷传输层以及电极层的制备通常采用PVD工艺 ....................................... 16 （三） 钙钛矿电池通常需要四道激光工序，对精度要求高 ..................................... 18 （四） 封装阻隔性能要求高，可对标OLED封装 ..................................................... 18 三、 钙钛矿电池产业化潜力突出，大面积制备及稳定性仍需突破 ................................. 19 （一） 高生产效率和低能耗的优势奠定钙钛矿产业化基础 ..................................... 19 1、 制造链条相较于晶硅显著缩短，生产效率明显提升 ....................................... 19 2、 工艺温度不超过150°C，生产过程中能耗较少 ................................................ 20 （二） 稳定性和大面积制备仍是钙钛矿电池产业化亟需解决的难题...................... 20 1、 钙钛矿材料存在长期稳定性问题，目前寿命相对较短 ................................... 20 2、 制备大面积钙钛矿电池存在效率损失，制造工艺要求高 ............................... 21 （三） 成本及效率有望持续突破，钙钛矿电池产业化潜力突出 ............................. 22 1、 当前钙钛矿成本仍然较高，技术进步以及规模化有望助力降本 ................... 22 2、 材料端有较大的降本空间，设备投资或将低于晶硅 ....................................... 23 3、 转换效率提升空间大，成本有望全面摊薄 ....................................................... 24 4、 钙钛矿原材料可设计性强，具有较大发展潜力 ............................................... 25 四、 钙钛矿技术逐步渗透，有望带动设备及钙钛矿组件市场规模快速增长 ................. 26 （一） 钙钛矿快速发展，带动设备及材料市场规模快速增长 ................................. 26 1、 钙钛矿设备市场空间测算 ................................................................................... 26 2、 钙钛矿材料市场空间测算 .....................