今日光伏細(xì)分板塊鈣鈦礦電池重新回暖，截至收盤(pán)漲3.24%。奧聯(lián)電子漲16.12%、微導(dǎo)納米漲10.63%、拓日新能漲10.09%。

(資料圖)

行業(yè)進(jìn)展方面，多家公司的鈣鈦礦電池產(chǎn)品通過(guò)了IEC 61215的雙85測(cè)試，進(jìn)入量產(chǎn)階段。目前已有多家頭部企業(yè)宣布GW級(jí)產(chǎn)線(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)，據(jù)東吳證券，預(yù)計(jì)23/25/30年全國(guó)合計(jì)鈣鈦礦組件產(chǎn)能1.7/6.6/15.4GW。 

（同花順）

產(chǎn)業(yè)化初期，問(wèn)題仍存

鈣鈦礦電池是利用鈣鈦礦型材料作為吸光層的新型化合物薄膜太陽(yáng)能電池，目前常用的Perc屬于晶硅電池，二者的差距主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)換效率上。

與晶硅電池相比，鈣鈦礦的理論轉(zhuǎn)換效率的天花板更高，并且研發(fā)效率與理論極限仍有較大的進(jìn)步空間。當(dāng)前晶硅電池的研發(fā)效率已經(jīng)達(dá)到26.81%，十分接近其理論極限效率值（29.4%），從降本增效的角度，未來(lái)研發(fā)投入帶來(lái)的邊際產(chǎn)出十分有限。

而鈣鈦礦電池理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到31%，有著更高的上限，經(jīng)過(guò)十多年的研究投入，實(shí)驗(yàn)室端的效率從14.1%提升至25.8%，取得較大的進(jìn)步。同時(shí)，更低的投資成本令產(chǎn)業(yè)端起步更為輕松。根據(jù)天風(fēng)證券，單GW鈣鈦礦的投資成本為5億，僅為晶硅電池的一半。

此外，鈣鈦礦電池具備柔性、輕薄等特點(diǎn)，比起晶硅電池，有更好的透光性，短波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸光能力更強(qiáng)。結(jié)合成本、結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，BIPV（光伏建筑一體化）和CIPV（汽車(chē)集成光伏）是鈣鈦礦電池的理想應(yīng)用場(chǎng)景。

鈣鈦礦電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為T(mén)CO導(dǎo)電玻璃、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層以及金屬對(duì)電極。在太陽(yáng)光照下，鈣鈦礦層受到激發(fā)，產(chǎn)生成對(duì)的光生電子和空穴，這兩種載流子分別被電子傳輸層與空穴傳輸層運(yùn)送至TCO導(dǎo)電層與金屬對(duì)電極，產(chǎn)生電勢(shì)差，形成內(nèi)建電場(chǎng)。

工藝路線(xiàn)上，鈣鈦礦電池的制備經(jīng)過(guò)清洗、激光劃刻以及各層鍍膜沉積等工序，其中需要通過(guò)三道激光刻線(xiàn)將整塊鈣鈦礦電池切割成子電池，各層制備涉及四套設(shè)備：涂布設(shè)備、鍍膜設(shè)備、激光設(shè)備及封裝設(shè)備，原材料在單一工廠(chǎng)內(nèi)僅需45分鐘就可以加工成為組件。

但規(guī)模量產(chǎn)很難不犧牲效率，這是目前產(chǎn)業(yè)化的一大難點(diǎn)。鈣鈦礦電池在大面積制備時(shí)，效率損失尤為明顯，核心難點(diǎn)在于控制保證各膜層均勻及死區(qū)面積。

各膜層厚度一般在幾十納米到幾百納米之間，細(xì)微不平整以及不均勻?qū)τ谛实挠绊懚加葹槊黠@。而通過(guò)激光切割后重新連接的子電池之間形成一塊死區(qū)，又無(wú)法貢獻(xiàn)發(fā)電能力。

（Energy Environ.Sci）

量產(chǎn)后麻煩也不小。鈣鈦礦材料制成光伏組件后穩(wěn)定性低，衰減快。從效率衰退至初始值的80%，鈣鈦礦電池只需要4000小時(shí)，相當(dāng)于0.45年，而晶硅電池還能夠熬過(guò)25年，差距十分顯著。

鈣鈦礦電池可以與晶硅電池組成疊層，實(shí)現(xiàn)更高的效率，還可以組成雙鈣鈦礦電池的疊層。晶硅電池中，又與異質(zhì)結(jié)電池的適配度更高，和鈣鈦礦電池做疊層時(shí)無(wú)需更改原有的產(chǎn)線(xiàn)，節(jié)省改造成本。去年12月，鈣鈦礦與晶硅疊層電池的研發(fā)效率已經(jīng)達(dá)到32.5%。

產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)會(huì)在哪里？

過(guò)去兩年已經(jīng)有布局鈣鈦礦電池企業(yè)完成合計(jì)500MW的中試線(xiàn)投產(chǎn)，預(yù)計(jì)今年還將有600MW的中試線(xiàn)投產(chǎn)，整體規(guī)模有望達(dá)到GW級(jí)別。

除了隆基綠能、天合光能、東方日升等晶硅企業(yè)涉足鈣鈦礦電池，近兩年不少有高校背景的初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)軍鈣鈦礦電池，加快該領(lǐng)域的技術(shù)迭代。

從規(guī)模上判斷，鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)當(dāng)前仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，更高的理論轉(zhuǎn)換效率極限會(huì)驅(qū)使著設(shè)備材料到整個(gè)制備工藝的升級(jí)進(jìn)步。

電池組成結(jié)構(gòu)上，TCO玻璃等封裝材料是鈣鈦礦電池成本的核心，占了34%，在大面積量產(chǎn)制備條件下，對(duì)于玻璃基地的平整度要求提升。其次是設(shè)備環(huán)節(jié)，組件各疊層均勻致密性要求的主要挑戰(zhàn)來(lái)自工藝層面，不同工藝路線(xiàn)對(duì)設(shè)備要求不盡相同。

蒸鍍工藝具有成膜均一、穩(wěn)定性好、制程單一、良品率高等優(yōu)勢(shì)，在鈣鈦礦層、界面鈍化層、電子傳輸層（C60）及金屬電極均有廣泛應(yīng)用，但是目前設(shè)備投資仍較高，布局企業(yè)包括京山輕機(jī)、捷佳偉創(chuàng)等設(shè)備商。

鈣鈦礦電池制備需要使用激光設(shè)備的工序較多，設(shè)備精度提升可以有效減小死區(qū)面積，提升組件效率。激光設(shè)備產(chǎn)商包括邁為股份、帝爾激光、杰普特、德龍激光等。

與N型電池起步再到量產(chǎn)的節(jié)奏類(lèi)似，當(dāng)前量產(chǎn)規(guī)模雖小，但設(shè)備材料廠(chǎng)商提前和電池廠(chǎng)商進(jìn)行合作研發(fā)、驗(yàn)證，后續(xù)也會(huì)受益電池?cái)U(kuò)產(chǎn)，釋放設(shè)備需求。

從價(jià)值量占比和技術(shù)壁壘的角度，應(yīng)該更關(guān)注的方向包括：成本占比高，質(zhì)量發(fā)揮關(guān)鍵作用的材料環(huán)節(jié)，如TCO玻璃，POE膠膜，以及通過(guò)掌握更穩(wěn)定高效的溶液配方，電池結(jié)構(gòu)的電池布局企業(yè)，還有受益于電池?cái)U(kuò)產(chǎn)放量，有降本空間的鍍膜設(shè)備廠(chǎng)商。

關(guān)鍵詞： 鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化初期 設(shè)備材料需求釋放