投资逻辑：

投资逻辑： 钙钛矿电池理论极限效率及实验室提效速度均远高于晶硅，有望在未来接力N型电池创建新的技术周期：N型电池时 代，可大规模量产的N型电池技术路线正在以年化提效0.5%的速度逼近单结晶硅电池的理论极限效率——29.4%，展望下一代的电池技术路线，钙钛矿电池工艺凭借着理论上的高极限效率及低成本脱颖而出，成为目前可见的“终局”电池技术路线。在理想情况下，单结钙钛矿电池理论极限效率达到31%，目前实验室最高转换效率26%。同时钙钛矿为平台型工艺，可以与现有的N型TOPCon、HJT工艺相结合，在晶硅电池的基础上延伸出晶硅-钙钛矿叠层电池产品，目前晶硅-钙钛矿双结电池理论极限可以达到35%，实验室最高效率33.7%。从技术提出到实验室效率突破25%，钙钛矿电池仅用了十年，而晶硅电池足足经过了60年的研发，足以体现出钙钛矿的提效潜力及光明的未来应用场景。 钙钛矿电池设备和而不同，传统晶硅电池核心设备厂商具备先发优势：在典型的钙钛矿电池的制作中，电池/组件工 艺流程历经四道沉积工序、四次激光划刻，激光设备与镀膜设备的价值量及重要性较晶硅电池显著提升。对于传统的晶硅电池而言，镀膜及激光工艺并不陌生，晶硅电池发展到N型时代，优质的薄膜及其界面一定是光伏电池提效的趋势之一；同时随着xBC产能的逐步释放，激光设备稳定性/工艺水平快速提升，这些都为钙钛矿电池工艺的发展打下了坚实的基础。钙钛矿工艺流程中镀膜、激光设备难度在晶硅的基础上进一步提升，传统的晶硅电池核心设备厂商有望凭借丰富的设备调试经验及领先的研发能力去匹配全新的钙钛矿电池材料体系，第一时间推出相对应的高性能设备。目前钙钛矿GW级别产线价值量约为6亿元，其中镀膜设备价值量占比接近50%，激光设备价值量占比超过20%，较此前晶硅电池生产线中价值量有显著提升，随着未来钙钛矿组件大规模投入量产，相关设备企业有望直接受益。 晶硅为基，钙钛矿为矛，有望实现产业共赢：纯钙钛矿电池的材料体系与封装体系与现有的晶硅电池完全不同，因此 是一种“颠覆现有产业体系”的技术。而晶硅-钙钛矿电池不会对现有产业链形成过大的冲击，就可以打破现有光伏产品的效率壁垒，同时具备相比单节钙钛矿电池更高的理论极限效率，因此有望成为“终极”电池技术路线中的产业共赢方案。 产业化仍需假以时日，重点关注钛矿电池产业化事件催化：根据我们测算，现阶段在各工艺场景下单结钙钛矿组件成 本约在1.30-1.35元/W左右，较当前晶硅仍不具备性价比。随着量产设备逐步成熟、效率持续提升、寿命及可靠性问题得到解决，钙钛矿组件成本有望降至0.5-0.6元/W，但尚未看到明确的时间节点。已布局的主流厂商钙钛矿中试线上若在钙钛矿材料的寿命及稳定性、大面积组件的转换效率、制造端总成本、钙钛矿整线量产能力等问题上有所突破，势必会映射为市场中钙钛矿GW级产线招标规模激增、落地规模扩大、建设进度加快，因此需要紧盯相关事件催化。 投资建议与估值 针对钙钛矿电池产业化事件催化所带来的投资机会，目前看主要有三个方向：方向一是可以提供钙钛矿各类功能层制备所需的镀膜设备、涂布设备或是划分电池的关键激光设备厂商，重点推荐捷佳伟创、迈为股份、京山轻机；方向二是有望受益于钙钛矿产业化所带来的封装体系变化的相关材料企业，重点推荐金晶科技；第三个方向是钙钛矿产能布局相对领先的头部制造企业，重点推荐协鑫科技。 风险提示 钙钛矿产业化进展不及预期，钙钛矿设备降本不及预期，晶硅电池成本下降过快风险。 内容目录 1、平价时代，效率的提升仍然是光伏技术进步的主旋律5 1.1钙钛矿的优势在哪里？——有望引领降本增效达到全新高度5 1.2钙钛矿电池有什么特性？——吸光材料性能优异，结构多样化8 1.3一二级联动同赴钙钛矿研发，产业化进展持续推进10 2、钙钛矿电池工艺流程简洁，核心环节设备价值量有显著提升14 2.1激光工序成为核心环节，涉及环节多，价值量提升明显15 2.2传输层决定器件性能下限，传统光伏设备企业在镀膜环节具有先发优势16 2.3钙钛矿层决定器件效率上限，涂布设备核心零部件国产替代空间大17 2.4封装环节技术要求提高，独特组件结构颠覆晶硅路线19 3、钙钛矿叠层技术持续推进，或将成为终极电池工艺的产业共赢方案20 3.1钙钛矿-晶硅叠层电池，光能极致利用技术20 3.2HJT、TOPCon电池均可以与钙钛矿结合为叠层电池，研发效率持续提升22 4、投资标的25 4.1捷佳伟创：光伏电池设备平台型企业，已推出钙钛矿整线设备25 4.2迈为股份：泛半导体领域高端装备制造商26 4.3金晶科技：国内超白玻璃龙头，布局绿色建筑、绿色能源两大赛道27 4.4京山轻机：国际化智能装备制造企业，深化钙钛矿设备布局27 4.5协鑫科技：钙钛矿组件制造商，GW级产线建设进行时28 5、风险提示29 图表目录 图表1：光伏电池技术及效率发展路径5 图表2：十年间，单结钙钛矿实验室效率提升12pct5 图表3：钙钛矿-晶硅双结电池效率七年提升10pct+5 图表4：钙钛矿电池技术理论极限效率远超晶硅单结电池6 图表5：实验室最高钙钛矿组件效率记录基本在1cm2左右的面积上实现6 图表6：年内受权威机构认证的大面积钙钛矿组件效率范围在17~27%7 图表7：各工艺场景下，单晶钙钛矿组件成本1.34元/W左右8 图表8：钙钛矿材料中离子组合的种类丰富8 图表9：钙钛矿材料的光吸收范围广且连续可调9 图表10：钙钛矿太阳能电池电流产生经历三个主过程9 图表11：p-i-n平面结构起步最晚但发展潜力巨大10 图表12：国家层面钙钛矿行业政策11 图表13：钙钛矿产业链企业融资情况12 图表14：根据当前部分公司已公布的产能规划，预计到2030年钙钛矿落地产能将达40GW+13 图表15：国内钙钛矿应用项目落地情况13 图表16：单结钙钛矿电池工艺流程（以反型结构为例）14 图表17：激光作用区域示意图15 图表18：钙钛矿组件串联结构示意图15 图表19：激光企业钙钛矿布局情况15 图表20：PVD具体工艺对比16 图表21：钙钛矿材料真空蒸镀示意图17 图表22：镀膜环节设备企业进展17 图表23：钙钛矿材料稳定性差18 图表24：一步旋涂法法示意图18 图表25：两步旋涂法示意图18 图表26：狭缝涂布示意图18 图表27：钙钛矿涂布设备企业进展19 图表28：各厂商工艺路线选择19 图表29：晶硅组件与钙钛矿组件俯视图对比19 图表30：胶膜封装方案示意图20 图表31：物理沉积封装方案示意图20 图表32：钙钛矿与晶硅能隙组合接近最优理论极限效率20 图表33：叠层电池光谱能量利用率提高21 图表34：钙钛矿子电池在两端叠层中多选择反式结构21 图表35：钙钛矿组件-晶硅组件构成四端物理堆垛式叠层结构22 图表36：钙钛矿-HJT叠层结构示意图23 图表37：钙钛矿-HJT叠层电池布局厂商最新进展23 图表38：高效钙钛矿-TOPCon叠层电池三大技术挑战24 图表39：钙钛矿-TOPCon叠层电池市场动态24 图表40：重点推荐标的及值得关注的相关企业信息简介25 图表41：2023年捷佳伟创设备在钙钛矿领域快速发展26 图表42：捷佳伟创5in1钙钛矿镀膜设备工作区俯视图26 图表43：迈为钙钛矿-HJT叠层整线设备规划27 图表44：公司钙钛矿及叠层电池组件主要产品28 图表45：协鑫光电发展历程28 图表46：组件级叠层方案示意图（并联结构）29 图表47：电池级叠层方案（串联）29 1、平价时代，效率的提升仍然是光伏技术进步的主旋律 光伏电池转换效率的持续提升一直是整个光伏行业技术迭代的核心之一。2018年以前，市场上多采用多晶铝背场(BSF)电池，2018年，常规BSF电池转换效率接近理论极限，快速拉晶、金刚线切片等技术升级的规模应用促进单晶工艺快速渗透，主流路线切换至单晶PERC电池时代，产业化当年平均转换效率便突破21%。2018-2023年PERC技术效率持续提升，转换效率逐步接近理论极限，由于N型硅基相比P型表现出更大的效率提升潜力，因此产业里N型电池产能快速扩张，这一阶段里N型TOPCon电池工艺凭借极高的性价比脱颖而出，成为N型电池时代主流工艺，同时随着24年HJT、xBC工艺在放量的过程中陆续兑现高效率、差异化竞争优势及逐步提升的性价比，也将在多元化的应用场景中有着各自的技术优势，N型高效时代已全面到来。 如果把2022年定义为N型电池产能量产的元年，我们可以看到能够大规模量产的N型电池技术路线正在以年化提效0.5%的速度野蛮生长，凭借着国产设备厂商的成熟设备及头部大厂研发人员对于光伏工艺的深度理解在提效的道路上逐步逼近晶硅电池效率的理论极限，同时也加速了行业对下一代电池技术发展方向的探索热情。其中钙钛矿电池工艺凭借着理论上的高极限效率及低成本脱颖而出，成为目前可见的“终局”电池技术路线。 图表1：光伏电池技术及效率发展路径 来源：国金证券研究所绘制 1.1钙钛矿的优势在哪里？——有望引领降本增效达到全新高度 根据现有统计数据，目前单结钙钛矿最高实验室效率26.1%（中国科学技术大学），从技术提出到实验室效率突破26%，钙钛矿电池仅用了十年时间，而晶硅电池从1954年提出到2016年异质结技术率先突破26%效率大关，足足经过了60年的研究。同时，钙钛矿-晶硅叠层电池实验室效率记录也从23.6%提升至最新的33.9%（隆基），基于钙钛矿材料的太阳能电池在10年内均实现了10pct以上的效率提升，不仅是钙钛矿电池的产业化研发进展取得快速突破，钙钛矿材料的明朗应用前景也同样获得了广泛认可。 图表2：十年间，单结钙钛矿实验室效率提升12pct图表3：钙钛矿-晶硅双结电池效率七年提升10pct+ 来源：NREL，国金证券研究所来源：NREL，国金证券研究所 钙钛矿电池的提效空间也是巨大的。根据ISFH、隆基的计算，考虑到各类钝化技术导入提效的情况下，TOPCon单/双面钝化技术理论极限效率分别可达到27.1%/28.7%，HJT、xBC分别为29.2%、29.1%，均未突破30%。而根据光伏电池理论效率计算的基本模型（肖克利-奎塞尔模型，S-Q），单结晶硅电池极限效率为29.4%，钙钛矿电池理论极限高达33%，并且钙钛矿可以与其他光伏技术结合成叠层电池，双结的理论极限效率达43%以上。提效空间巨大的钙钛矿电池 在未来有望接棒N型技术，成为下一代主流路线。 图表4：钙钛矿电池技术理论极限效率远超晶硅单结电池 来源：ISFH，《GuidefortheperplexedtotheShockley–Queissermodelforsolarcells》，隆基，国金证券研究所 除偏理论的实验室效率和最高效率外，专业钙钛矿厂商所生产的大面积钙钛矿组件效率也逐步展现出产业化潜力。一直以来，实验室里实现的高效率都是来自1cm2左右的小面积钙钛矿组件，面积扩大则会严重影响效率。而在2023年，根据仁烁光能、极电光能、协鑫光电等头部钙钛矿组件企业公众号披露，受权威机构认证的钙钛矿组件效率范围在17~27%，且一半以上器件面积达到百平方厘米级别。同时我们也看到平方米量级下的钙钛矿组件效率正在逐步靠近产业化需求，2023年11月，协鑫光电2m2单结钙钛矿组件效率达到18.04%获中国计量科学院认证，接近182版型/72片晶硅组件面积（1134mm*2278mm=2.58m2）。 图表5：实验室最高钙钛矿组件效率记录基本在1cm2左右的面积上实现 来源：NREL，国金证券研究所 图表6：年内受权威机构认证的大面积钙钛矿组件效率范围在17~27% 来源：各公司公众号，国金证券研究所整理（蓝色：1cm2≤组件面积≤331cm2；黑色：组件面积＞331cm2） 从成本的角度来说，原材料廉价易得，且钙钛矿材料是直接带隙半导体，具有较高的吸光系数（~50cm-1），几百纳米的薄膜就可以充分吸收太阳光入射光子，相比于吸光层厚度需要达到微米级别的无机半导体