首页=大摩注册=大摩钙钛矿材料拥有独特的半导体材料性质，使其拥有更高的理论和实验室转换效率、更低的理论生产成本。小编为大家整理了一篇钙钛矿电池报告，以展望钙钛矿电池及创新生态发展。
薄膜电池是继晶硅电池之后出现的第二代电池技术，种类上包括硅基类 (非晶硅、微晶硅、低温多晶硅等)、化合物类(碲化镉、铜铟镓硒、III-IV组、钙钛矿等)、有机质类等。根据NREL统计数据，2021年薄膜电池出货量约为7.8GW，市场占比约为4%，成为光伏市场的重要补充。
薄膜电池通常由五层功能性薄膜构成，其中P层吸光层为核心部件，决定了各类电池的性能差异：1)透明导电氧化物(TCO)薄膜：主要起到透光和导电的作用；2)N型窗口层：在光照条件下产生光伏效应；3)P型吸光层：整个电池中最为核心的部分，光生载流子的产生、输运主要在该层进行；4)背接触层：降低P型吸收层和金属电极的接触势垒，减少背接触处载流子的复合几率；5)背电极：通常为金属薄膜，主要作用是收集空穴，连接外电路。
电池性能及制造工艺等方面决定了薄膜电池较晶硅电池而言具有更低的制造成本，且随着效率和产能提高仍有较大摊薄空间：
1)光转化系数大，节约耗材：薄膜电池的活性材料几乎直接带隙半导体，吸光能力较晶体硅高出至少2个数量级。同等光吸收能力下，CIGS薄膜电池的活性材料用量仅为晶硅电池的1%左右；
2)生产链条短，制造成本低：晶硅电池的产业链包括多晶硅-硅片-电池片-组件四大环节，生产流程复杂；而薄膜电池核心环节生产自动化程度高，能实现大批量生产。根据协鑫纳米披露的信息，钙钛矿组件的所有工艺流程都可以在一个工厂里面进行，从原材料到组件只要45分钟，但是组件制造成本可以降至晶硅的50%左右。
与传统晶硅相比，薄膜电池在透光率、颜色、尺寸方面的可定制化程度较高，建材属性更重，适配于物联网、交通、军事和商业建筑等多类场景。薄膜电池能基于用途设计成不同透光度、颜色图案、尺寸厚度的定制化产品。相比于晶硅电池，薄膜电池柔韧性更佳，能覆盖于不同弧度的建筑物曲面屋顶，应用场景广阔。此外，薄膜电池具备弱光性强、温度系数低、热斑效应弱等特点，在弱光环境下发电能力远胜于晶硅电池，同样装机量下，CdTe发电量高于晶硅5%以上。
薄膜电池现已发展出包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)、砷化镓 (GaAs)、非晶硅 (a-Si)、有机薄膜、钙钛矿等多种技术路线，其中碲化镉 (CdTe)技术最为成熟，钙钛矿技术效率提升速度最快。
非晶硅薄膜电池是最早的也是最成熟的用于制作薄膜太阳能电池。Spear和LeComber在1975年首次观察到非晶硅 (a-Si)中的掺杂，1976年证明出可以制造非晶硅薄膜电池。
非晶硅薄膜电池的结构最常采用的是 p-i-n 结构，此类结构能够避免由于缺陷态密度较高造成的电池寿命较短的问题。非晶硅薄膜电池的优势在于原料充足、无毒、物美价廉，但存在转换效率低 (实验室/工业效率分别为14%/6%左右)和性能衰减严重(组件衰减15%-25%) 等问题，已经很难具备较强竞争力，目前主要应用于小型电子产品。
CdTe是目前技术成熟度最高的刚性薄膜电池。第一个CdTe薄膜电池是由RCA实验室于1976年在CdTe单晶上镀上In的合金制得的，其效率为2.1%。1982年，Kodak实验室用化学沉积法在P型的CdTe上制备一层超薄的N型CdS，制备了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS 薄膜太阳能电池。这是现在产业化碲化镉薄膜太阳能电池的原型。
CdTe薄膜电池的沉积技术有多种路线，包括气相输运沉积(VTD)、近距离升华(CSS)、常压物理气相沉积(APPVD)、溅射沉积、电镀沉积等，其中气 相输运沉积(VTD)技术和近距离升华(CSS)技术最适合于工业化生产。
CdTe材料带隙宽度约1.45eV，与太阳光谱更匹配，其理论效率达32%，高于晶硅电池，目前CdTe薄膜电池的实验室效率已达25.5%，国外商业化组件效率达到19%。
CIGS电池的前身是由波音公司于1981年制造的硒化铜铟（CIS）电池，其效率为9.4% 。1995年，美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员将镓嵌入到CIS基质中，以制造出第一个CIGS薄膜太阳能电池，其效率为17.1%。
CIGS薄膜电池是通过溅射工艺在基板上放置钼电极层来制造的。基板通常由聚酰亚胺或金属箔制成，PN异质结中的P掺杂层由CIGS制成，N掺杂缓冲层则由CdS通过化学浴沉积形成。为了保护吸收层，会在CdS缓冲层上方放置了一层i-ZnO本征窗口层,最后覆盖有由铝掺杂氧化锌 (Al: ZnO) 制成的厚AZO化合物层，作为保护电池的TCO层。
近三年国内外CIGS技术发展缓慢，实验室效率最高记录保持在由Solar Frontier于2019年创造的23.4%，商业组件的效率通常在12%至14%之间，二者离33%的理论效率仍存在较大差距。
GaAs材料早在1954年就被发现具有光伏效应，70年代，随着IBM等公司及研究单位的参与，GaAs作为光伏电池开始蓬勃发展。
目前，常用于GaAs 制备的技术有几种，主要有液相外延 (LPE) 和有机化合物气相淀积 (MOCVD)等。此外，由于砷化镓晶圆直径通常为4-6英寸，比硅晶圆的12英寸要小得多，需要通过磊晶技术和特殊机台进行制备，总体而言GaAs电池技术工艺较为复杂。
GaAs具有更高的电子迁移率和电子饱和速度，这使得GaAs晶体管能够在超过250GHz的频率范围内工作。GaAs电池被认为是理论效率最高的薄膜电池，单结电池理论效率达到30%，多结电池理论效率超过50% 。2021年，研究人员使用了由GaAs材料制成的薄膜电池，在单色光下获得68.9％的转化效率。
钙钛矿电池是新一代太阳能技术，钙钛矿化合物可以通过改变材料来调整以响应太阳光谱中的不同颜色，在光伏应用领域潜力巨大。2012年，研究人员首次利用卤化铅钙钛矿作为光吸收层来制造稳定的薄膜电池，其光电转换效率超过10%。
钙钛矿薄膜电池结构与晶硅电池的经典结构略有不同。钙钛矿电池可以使用传统的n-i-p或p-i-n结构制造，将钙钛矿吸收层夹在空穴传输层 (HTL) 和电子传输层 (ETL) 之间，然后用玻璃覆盖透明层。目前最广泛技术是一步法沉积，但也有不同的制造方法使用两步法沉积、气相辅助或热气相沉积。
钙钛矿电池未来有望成为晶硅电池的有力竞争者，在小面积实验室设备中，钙钛矿的转化效率在过去五年中快速提升，已经超过了几乎所有的薄膜技术( III-V 技术除外)。根据 NREL数据，截至2022年1月26日，单结钙钛矿器件的效率记录为25.7%，串联钙钛矿-硅器件的效率记录为29.8%。
钙钛矿是一种光电转换效率高的晶体材料，在光伏、LED等领域广泛应用。利用CH₃NH₃PbI₃等钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料制作的太阳能电池，称为钙钛矿型太阳能电池（perovskitesolarcells），属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池(EmergingPV)。
钙钛矿、电子传输层、空穴传输层等组成钙钛矿电池。钙钛矿太阳能电池与非晶硅薄膜他那样电池类似，具有P-I-N结构，钙钛矿材料作为光吸收层(I层)，夹在电子传输层(N层)和空穴传输层(P层)之间。太阳光从FTO面照射到钙钛矿太阳能电池上的吸收层，然后吸收光子激发产生激子进而分离成电子-空穴对。电子和空穴对进一步分离成自由电子和带正电的空穴，最后分别被电子传输层和空穴传输层快速抽取。即电子从钙钛矿层传输到等电子传输层，最后被FTO收集；空穴从钙钛矿层传输到空穴传输层，最后被金属电极收集，最后，通过连接FTO和金属电极的电路而产生光电流。
与传统晶硅电池和其他类型的薄膜电池相比相比，钙钛矿电池更具发展潜力，主要优势在于高转化率提升速率和低成本。
一方面，钙钛矿电池转化率仍在不断提升，增长斜率显著高于其他类型薄膜电池。在电池转换效率方面，根据2022年7月美国国家可再生能源实验室数据，瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的钙钛矿/硅叠层电池最高转换效率达到了31.3%，德国海姆霍兹柏林材料所(HZB)钙钛矿/铜铟镓硒叠层电池最高转换效率达到24.2%，韩国蔚山科学技术大学(UNIST)的单结钙钛矿电池最高转换效率达到25.7%。可以看出，不论是单结还是叠层电池，转换效率都较高，尤属钙钛矿/硅叠层电池的转换效率最高。2009年第一个钙钛矿电池被生产出来时，其转换效率仅有3.8%，短短十二年，其实验室转换效率就达到了30%以上，接近晶硅电池水平，这种发展速度的背后，得益于钙钛矿材料远强于晶硅的吸光性能，能量转换过程中的极低能量损失，也与其覆盖光谱范围宽的特征有关。在转换率方面，钙钛矿电池的进展远胜于如碲化镉、铜铟镓硒等薄膜电池。
另一方面，钙钛矿电池具备低成本优势。薄膜电池的制约之一在于成本，如砷化镓薄膜电池就因过于昂贵而民用化进程几乎停滞的，但钙钛矿电池由于原材料储量丰富，且前驱液的配制不涉及任何复杂工艺，成本相对低廉。根据纤纳光电、协鑫纳米、牛津光伏等三家公司公布的数据，其钙钛矿电池的生产成本在0.4美元/W以下，扩大至GW级产线美元/W或更低。对比已经商业化的单晶硅组件来看，垂直一体化厂商的单晶硅组件最优内部生产成本目前约为0.21~0.22美元/W，按较低生产成本数据来比较，钙钛矿电池比单晶硅电池拥有成本优势。
钙钛矿电池应用场景广阔。由于高转化率和低成本优势，钙钛矿电池适用于大型电站等场景。同时因其轻薄、柔性和可定制的特性，一旦突破了关键技术问题，未来有望广泛适用于光伏建筑一体化、电子消费产品、传感器、布料等多种场景。钙钛矿及其叠层电池有可能替代和补充晶硅产品，获得可观的市场份额。
镀膜：钙钛矿电池作为新型太阳能薄膜电池，其制备工艺与其他薄膜电池类似，需要通过溶液涂布法、溶液喷涂法、气相沉积法等方式，制备高纯度、缺陷少、高覆盖率、致密的钙钛矿层薄膜与传输薄膜，以改善不同层结构之间的电学接触，减少传输过程中的损耗，实现高的电池转换效率。
刻蚀：钙钛矿太阳能电池的介孔结构为FTO导电玻璃、TiO₂致密层、TiO₂介孔层、钙钛矿层、HTM层、金属电极。通过多道激光刻蚀，可以构建钙钛矿电池中的电路结构，把多个钙钛矿电池串联成组件。
封装：钙钛矿太阳能电池中的各功能层材料对空气中的水蒸汽、氧气，紫外光，压力等比较敏感，遇水、氧气、或者受到紫外线直接照射会发生材料改性分解、功能丧失的情况。封装技术能够有效地将工作元件与外界环境隔离，防止各种杂质的污染和腐蚀，是一种提高精密电子元器件使用寿命的方法。
上述工艺涉及原材料、设备、技术等产业链。其中钙钛矿原料资源丰富，制作工艺相对简单，且用料不多，壁垒不大。但钙钛矿电池设备技术壁垒极高，是电池生产的主要约束。在主要涉及刻蚀设备、镀膜设备、测试设备、封装设备等。
TCO玻璃是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括N、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。TCO玻璃具有高导电性和高透明性，在光伏电池中使用TCO玻璃，能够有效收集电池的电流，同时TCO薄膜具有高透和减反射的功能让大部分光进入吸收层，因此TCO是电池前电极的必要构件。TCO镀膜玻璃的生产环节主要包括靶材、原片和镀膜工艺三大部分。
靶材是在溅射过程中被高速等离子体流轰击的目标材料，也是制备电子薄膜的核心原材料，其纯度为99.99%以上。靶材直接决定了TCO玻璃的性质，通过改变其掺杂物，可在不同方面增强TCO的性能。TCO玻璃按照导电氧化物的不同大概分为ITO、FTO、AZO三种。ITO(氧化铟锡)透明导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中以提高导电率。FTO导电玻璃为掺杂氟的SnO₂导电玻璃(SnO₂:F)。AZO导电玻璃为掺杂铝的ZnO导电玻璃(ZnO：Al)。
O靶材拥有技术、客户双重壁垒。一方面，膜层的透光率、导电率、硬度等性能也会受到靶材制备工艺的直接影响，需要特定的晶体结构，对靶材的工艺条件较为严格。另一方面，由于高纯溅射靶材的产品质量、性能指标直接决定了终端产品的品质和稳定性，需要经过供应商初评、报价、样品检测、小批样使用、以及稳定性检测等一系列评价过程，认证周期较长。
TCO玻璃要求有良好的透光性，超白浮法玻璃是基础。太阳能超白玻璃是一种透光率高于91%的低铁玻璃，产品采取了特殊工艺和专有配方，是一种耐候性和可加工性优越的太阳能光热和光伏产品的专用玻璃，目前被广泛用于薄膜太阳能电池前板玻璃、平板式太阳能集热器、太阳能热发电集热镜、BIPV项目等领域。
TCO导电膜玻璃镀膜工艺的难度较高，仅有少数企业实现量产。镀膜主要分为在线镀膜和离线镀膜两种，其中离线镀膜需要把浮法玻璃的基板先拉到镀膜线上，然后重新电加热升温再镀膜，其缺点在于能耗高，同时镀膜均匀性难以保证，故技术路线来说在线镀膜优于离线镀膜。在线镀膜采用高温化学气相沉积(CVD)工艺，在优质普通或超白浮法玻璃表面沉积一层透明导电氧化物膜，使其透射率、面电阻及雾度达到优化平衡，但在线镀膜和玻璃产业线高度绑定，不灵活，具有较高沉没成本。
制备大面积高性能高稳定性薄膜是当前主要技术难点，主要瓶颈在设备技术方面，其中镀膜设备壁垒极高，国内主要镀膜设备供应商包括上海德沪、京山轻机、捷佳伟创、西子洁能、众能光电、宏大线
国产钙钛矿激光设备供应商主要包括迈为股份、帝尔激光、杰普特等。杰普特已有产品应用于钙钛矿电池，2021年8月为大正微纳定制的全球首套柔性钙钛矿模切设备通过验收并正式投入使用。帝尔激光回应其激光设备可用于钙钛矿电池生产。迈为股份21年年报披露，制造了钙钛矿激光设备样机。众能光电钙钛矿激光划线台套。其中帝尔激光为光伏激光设备龙头。
钙钛矿太阳能电池中的各功能层材料对空气中的水蒸汽、氧气，紫外光，压力等比较敏感，遇水、氧气、或者受到紫外线直接照射会发生材料改性分解、功能丧失的情况。封装技术能够有效地将工作元件与外界环境隔离，防止各种杂质的污染和腐蚀，是一种提高精密电子元器件使用寿命的方法。目前，常见的钙钛矿太阳能的电池封装技术有两种：
太阳能光伏电池按照技术路线可以分为晶硅电池(第一代电池)、薄膜电池(第二代电池)以及第三代电池。其中，晶硅电池包括多晶硅电池和单晶硅电池两类，是目前主流的太阳能电池，以单晶硅电池为主。薄膜电池是第二代电池，包括硅基类、化合物类(碲化镉、铜铟镓硒、III-IV组、钙钛矿等)、有机质类等，是太阳能电池发展的重要方向。第三代电池中目前多为实验室成果，尚无量产。
薄膜电池发展经历两起两落。在1980年代,薄膜电池一度占据电池市场30%的市场份额，被称为下一代光伏技术。但不久后实验室中晶硅电池的效率已经能够达到20%，硅基薄膜的效率瓶颈始终未能得到突破，因此整个90年代薄膜电池的总体份额持续滑落。而在2004年，FirstSolar实现了低成本CdTe电池的量产，薄膜电池再次开启快速扩张，2009年FirstSolar一度成为电池产量冠军，全球市占率高达12%。2010年后，随着光伏企业晶硅电池技术的突破，晶硅成本快速下降且效率大幅领先，薄膜电池失去低成本优势，市场份额被不断压缩。
2021年，全球薄膜电池市场占有率为3.8%，同比下降0.2个百分点。主要原因是尽管全球薄膜电池产量有所增长，但增速不及晶硅组件。2021年全球薄膜太阳电池的产能10.7GW，产量约为8.28GW，同比增长27.7%，主要是受FirstSolar产量增长的拉动。从产品类型来看，2021年碲化镉(CdTe)薄膜电池的产量约为8.03GW，其中国外7.9GW，国内130MW，占比为97%;铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池的产量约为245MW，其中国外210MW，国内35MW，占比为3%。
在薄膜电池领域，FirstSolar一家独大，引领行业艰难中前进。虽然碲化镉的转化效率并不是薄膜电池中最高的，但得益于FirstSolar在量产技术上的持续突破(过去十年平均每年组件转化效率提升0.5pct以上)，碲化镉成为了最主流的薄膜电池。自2010年以来，FirstSolar长期位列全球组件出口商前十，但相比于2011年全球组件出货第二的地位，FirstSolar的排名出现了较大幅度的下滑，同时FirstSolar的营业收入较2010年也未出现明显增长，毛利率也稳定在20%左右。
在薄膜电池发展历程中，涌现了诸多新兴技术，但大多数受限于量产条件和效率，大多数难以实现商业化。在这些新兴技术中，钙钛矿电池的产业化前景相对可观，有望成为晶硅电池的有力竞争者。
晶硅电池转换效率的理论极限将至，钙钛矿有望开辟电池新天地。根据CPIA,晶硅电池理论上的效率极限是29.4%，现实条件可实现的工程极限效率是27.1%；而在量产电池方面，根据CPIA预测，到2030年，常规PERC晶硅电池效率24.1%，HJT电池效率26%，TOPCon电池效率25.6%，IBC电池效率26.2%，逼近工程极限，而钙钛矿单结电池理论极限33%，显著高于晶硅电池。2009年钙钛矿电池技术首次运用在光伏领域时，其转换效率仅有3.8%；而直至今日，钙钛矿的实验室转换效率已经超过25%，未来有望持续上升。
硅料价格持续上扬，钙钛矿迎来成本优势。自2020年起，硅料行情迎来强周期。截至2022年8月3日，多晶硅致密料价格达294元/kg，硅料价格的持续上涨使得下游电池和组件厂商利润承压均出现一定程度的下滑，净利率出现一定程度下滑。而钙钛矿制作过程无需硅料，制作金属卤化物钙钛矿所需原材料储量丰富，价格低廉，且前驱液的配制不涉及任何复杂工艺，对纯度要求不高，后续组件对加工环境要求也不高。组件生产过程不需要晶硅电池的千度左右的加工温度，在生产过程中的能耗比较低，多数环节也不需要线
资料来源：Choice，东方财富证券研究所稳定性是目前制约钙钛矿太阳能电池产业化的重要因素。钙钛矿太阳能电池作为历史上发展最快的光伏技术，在效率及成本端均较晶硅类电池有优势，但主要缺点是寿命短。早期的钙钛矿型太阳能电池(PSC)只能持续几分钟，目前钙钛矿太阳能电池的T80寿命(效率下降到初始值的80%)约4000小时，未来有望进一步提高。根据2022年6月《科学》杂志报道，美国普林斯顿大学研究人员开发出了第一个具有商业可行性的钙钛矿太阳能电池，这标志着一种新兴的可再生能源技术的重要里程碑。该团队预计，他们的设备可在超过行业标准的情况下运行大约30年，如果可以实现量产，钙钛矿的稳定性问题有望得到解决。
钙钛矿电池既可以做成刚性电池组件，又可以做成柔性电池组件。基于薄膜电池的优良特性和钙钛矿的低成本优势，柔性钙钛矿电池未来有望成为BIPV(光伏建筑一体化系统)、柔性场景(如柔性手机、柔性显示器、可穿戴衣服/背包、帐篷/移动电源等便携式设备)等差异化应用场景的主流产品；同时钙钛矿叠加晶硅的刚性组件可以应用于地面光伏电站。
RethinkEnergy预测，2030年钙钛矿市场份额或将超过全球市场的29%。在RethinkEnergy2021年发布的报告中，他们认为目前受钙钛矿产能的限制，2025年前钙钛矿的市场份额会缓慢上升至7%。而2025年后，光伏装机的增长将受到传统组件市场的供应限制，从长远来看，钙钛矿有可能将光伏成本降低80%，再加上其无可比拟的高效率，2030年钙钛矿装机量可能将达到116.9GW，超过当年光伏新增装机量市场份额的29%。
资料来源：前瞻产业研究院，东方财富证券研究所BIPV市场空间广阔，钙钛矿有望搭乘行业春风。BIPV是分布式光伏的一种形式，近年来发展迅猛。首先对分布式光伏未来市场空间进行预估，按照增量市场和存量市场进行估计。分布式光伏新增市场：2021年，全国竣工面积40.83亿平方米，比上年增加2.35亿平方米，同比增长6.11%，也是近四年来第一次有所上升。受房地产调控政策影响，预计22-25年建设面积难以有所增长，因此假设22-25年每年新增竣工面积为40亿平方米，并且假设未来建筑面积类别分布保持不变，假设住宅/厂房/商业/办公及其他各类型建筑屋顶分布式光伏渗透率分别为5%/30%/10%/50%，其中公建的渗透率最高，主要由于整县推进政策中要求政府公建项目中的分布式光伏占比不低于50%。以此为基础，再假设单平米光伏板载荷为150W，根据2022年已招标的数据假设分布式光伏建设成本为4.5元/瓦，则未来每年建筑带来的分布式光伏市场空间为2334亿元。而根据中国BIPV联盟，“十三五”期间我国BIPV的系统造价降幅达到90%，至2025年BIPV的系统造价有望降至2.5元/w，以此为基础计算未来市场空间，则为1297亿元。因此2022-2025年，预计每年分布式光伏市场增量空间在1297-2334亿之间。
资料来源：FraunhoferISE，东方财富证券研究所存量市场：按照CPIA在2019年的报告，我国存量建筑面积约为600亿平方，其中适宜安装分布式光伏的建筑面积约为30亿平米。按照中国建筑节能协会和国家统计局逐年的建筑竣工面积，预计2022年底国内存量建筑面积约为850亿平米，按照CPIA对存量建筑5%预估的可安装面积，则2022年底可安装分布式光伏的面积约为42.5亿平米。假设存量建筑面积分布式光伏设备年安装率为10%，按照每平米150W的安装载荷，22-25年间造价由4.5元/瓦降至2.5元/瓦，则每年存量市场可带来的分布式光伏市场空间为1594-2869亿元之间。
根据中国光伏行业协会光电建筑专委会的数据，2020年我国BIPV总装机容量约为709MW，在分布式光伏中的占比仅为4.5%，未来提升空间较大。今年2月，国家发展改革委、国家能源局发布关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见，鼓励BIPV的发展。因此乐观预计到2025年BIPV的装机渗透率可达20%，以此测算BIPV的市场空间2025年逾500亿。且不同于现今晶硅电池大行其道的局面，薄膜电池占据了BIPV的主要市场空间。未来钙钛矿电池实现大规模量产后，凭借高转换效率优势，有望在BIPV市场变革中迎来巨大的潜在需求空间。
新能源汽车的太阳能发电车顶也是钙钛矿电池有望进入的市场。2016年，知名物流厂商使用MiaSol柔性薄膜电池铺设于物流卡车顶上，为卡车停车时提供电力，用于冷藏车、冷链物流及冷库，而不用柴油推动，从而减轻营运成本。2017年8月23日，汉能与全球顶尖车企奥迪共同研发集成薄膜太阳能车顶的奥迪样车，薄膜太阳能电池产生的电量为车内空调系统或座椅加热器等供电。随着钙钛矿电池转换效率和稳定性的提高，汽车太阳能发电车顶也是未来有望大规模运用的应用场景之一。
根据中汽协预测，2022年中国汽车市场总销量或将达到2700万左右，同比增长5%，假设2023-2035年均以5%的增速增长，到2035年，中国汽车市场总销量将达到5000万辆左右，根据国务院发布的《新能源汽车产业发展规划》，2025年新能源车的销售量占比预计为20%，预测2035年新能源车销量占比可达40%左右，届时新能源汽车销量预计可达2000万辆。届时太阳能发电车顶如能实现规模化量产和较高的渗透率，市场空间广袤。
2022年国能经济技术研究院的潘莹等人从经济性的角度对钙钛矿电池在光伏电站的运用进行综合考量：目前虽然已经建成钙钛矿电池的示范电站，但是尚未有大规模的成熟商业电站，因此只能以假设的方式对钙钛矿电池经济性成本进行粗略估计，将其与市场上成熟的单晶硅电池进行比较，假设条件如下所示：
资料来源：CPIA，东方财富证券研究所除此之外，考虑到现阶段钙钛矿电池的转换效率相比较单晶硅电池更低，因此应当给予更高的容配比，按照1.27的容配比进行计算。钙钛矿组件的数量将是单晶硅组件数量的1.24倍，由此带来占地面积、支架等投资成本相应增加，计算时也按增加24%考虑。另外考虑到钙钛矿组件比单晶硅组件便宜，假设其商业化售价为1.5元/W。
资料来源：Choice，东方财富证券研究所基于以上假设，他们计算得到单晶硅电池组件设备费用134013万元(1.76元/W)，而替换为钙钛矿电池组件的设备费只有114216万元，即钙钛矿电池的设备费仅为单晶硅组件的85%。从综合成本来看，钙钛矿最终的单瓦静态投资为3.22元/W，动态投资为3.27元/W，而单晶硅组件则分别为3.18元/W和3.22元/W，钙钛矿目前的动态和静态投资基本与单晶硅组件成本持平，这主要是因为钙钛矿目前量产效率偏低，达到与单晶硅相同的输出功率需要更多组件。随着钙钛矿转换效率和稳定性的提高，钙钛矿的投资成本有望低于单晶硅组件。
构筑叠层器件是进一步提升太阳能电池效率的最重要途径。在串联叠层太阳能电池中，宽带隙的顶电池吸收短波长的太阳光，窄带隙的底电池吸收未被宽带隙顶电池利用的长波长太阳光；通过使用不同带隙的半导体材料，可以减小单结电池中载流子热弛豫导致的能量损失，同时还可以拓宽太阳能光谱的利用范围，从而提高电池的转换效率。开发具有理想匹配能隙的双结叠层太阳能电池，理论上可以获得44%以上的转化效率，远高于单结电池的理论效率(33%)。
资料来源：CPIA，东方财富证券研究所钙钛矿太阳能电池能更有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，而硅太阳能电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光。因此，通过叠层方式组合两种单电池，可以突破传统纯硅光伏电池的理论效率极限，进一步提升硅光伏电池的效率。根据牛津光伏的数据，理论效率来看，新式钙钛光伏电池的单层理论效率可达31%，钙钛矿双结叠层电池转换效率可达35%，钙钛矿三结叠层电池理论效率可达45%以上。因此全钙钛矿叠层电池以其高效率、低成本、制备工艺简单等突出优势，近年来逐渐成为了世界光伏研究领域的重要热点方向。
美国能源部太阳能技术办公室通过不同的项目支持了处于不同发展阶段的各种钙钛矿初创公司。这些公司包括BeyondSilicon、BlueDotPhotonics、CubicPV、能源材料公司、FirstSolar、GVDCorporation、Nanosonic、nTact、Optigon、SwiftSolar和TandemPV。为了增加从事钙钛矿商业化工作的公司的多样性，美国能源部太阳能技术办公室推出了钙钛矿创业奖，为新公司提供种子资金。
2021年，韩国太阳能组件制造商韩华QCells电池公司将在未来五年内投资1.5万亿韩元(12.8亿美元)，以扩大太阳能组件的制造能力，并增加其本国的研发活动。此次投资承诺中的部分资金将投向TOPCon和tandem钙钛矿技术。2021年12月，韩华QCells牵头的钙钛矿-晶硅叠层电池技术被选中参与一项为期三年的韩国国家项目，开发和商业化具有高耐久性和高效率的钙钛矿晶硅太阳能电池。
2021年，日本国会参议院正式通过了修订后的《全球变暖对策推进法》。钙钛矿光伏电池制备的设备主要有：涂覆机、RPD或PVD设备、蒸镀机以及封装用的层压机。涂覆机和RPD是生产环节中最贵设备。其中国外设备产能布局有：1)美国nTact长期深耕钙钛矿行业，是全球领先的钙钛矿涂膜设备企业。nTact是全球最早聚焦发现和解决大面积和Si-Tandem钙钛矿涂膜遇到的技术挑战的精密涂膜设备公司。2)RPD或PVD设备：瑞士Meyerburger、德国Vonardenne、德国Singulus、日本住友；3)激光划刻设备：德国乐普科。
在钙钛矿的关键组件TCO玻璃方向，日本的板硝子公司拥有较强的技术积淀。其是全球最大的光伏用TCO镀膜玻璃供应商，其于1989年便开始向薄膜电池公司提供TCO镀膜玻璃样品。板硝子与FirstSolar建立了持久的联系，是其目前主要的TCO镀膜玻璃供应商。板硝子主要采用在线的APCVD镀膜工艺生产FTO镀膜玻璃，2019-2020年板硝子先后于越南和美国各投产了一条800t/d和600t/d的在线TCO镀膜产线。公司未来有望在钙钛矿TCO玻璃这一关键组件领域继续占据优势地位。
尽管钙钛矿这项颇具前景的电池新技术尚未进入大规模产业化，但这条起步阶段的赛道已有不少企业争相布局。目前国内有20家企业已经在钙钛矿方面进行布局，并主要集中在上游材料、中游电池及设备以及通用技术类这三大方向，主要以新能源企业为主。
近年来国内关于钙钛矿太阳能电池的专利申请数量出现明显增长，现国内累积相关专利数量已超过4000件，虽然大多数专利的申请人为高校及科研院所，但近年来以杭州纤纳光电等新能源企业为代表企业开始着手在钙钛矿太阳能电池产业布局专利。其中，杭州纤纳光电于2015年成立，2017年开始大量申请钙钛矿太阳能电池相关专利；华能集团2019年钙钛矿太阳能电池相关专利出现爆发式申请；浙江浙能技术研究院有限公司作为浙江能源集团唯一直属的企业研究院，于2018年开始大量申请相关专利；成都新柯力化工科技有限公司在钙钛矿结构光伏材料领域具有较为雄厚的研发实力，于2015年开始大量申请相关专利，其研发申请的有关钙钛矿光伏材料相关专利得到诸多下游生产厂家的认可。北京宏泰创新科技有限公司于2019年开始大量申请钙钛矿电池相关专利。协鑫集团下属的昆山协鑫光电材料有限公司也申请了数量较多的相关专利。
资料来源：根据各公司年报及投资者问答平台信息整理，东方财富证券研究所新能源企业积极申请相关专利，一方面表明钙钛矿技术具有较为明朗的应用前景，另一方面也表明钙钛矿太阳能电池等产品的产业化有了一定进展。今年7月28日，纤纳光电在浙江衢州举行首批α组件发货仪式，全球首款钙钛矿商用组件α成功交付；金晶科技是国内唯一可供应碲化镉/钙钛矿电池封装玻璃的企业，全球主要TCO玻璃供应商仅2家(另一家是日本板硝子)，目前在国内已经在给碲化镉电池企业和钙钛矿电池企业供货，且有望进入全球最大薄膜电池企业FirstSolar的供应链。我们认为随着钙钛矿应用领域的增加，未来能在相关技术上持续跟进、良品率达标并在产能上实现较快释放的国内新能源企业，将会拥有更大的市场份额。
捷佳伟创是一家国内领先的从事晶体硅太阳能电池设备研发、生产和销售的国家高新技术企业。公司紧紧围绕“高效化、国际化、智能化、多元化”的发展战略，在光伏PERC、TOPCon、HJT、钙钛矿等各技术路线上及半导体领域加强技术创新和新产品的研发，向客户提供性能稳定、品质可靠的设备，在钙钛矿电池技术路线上，公司RPD设备取得了钙钛矿中试线的订单，同时钙钛矿的整线设备也进入了研发阶段。公司主要业务是刻蚀设备，占总营业收入83.2%。公司在今年7月底顺利出货了GW级HIT电池产线设备，并再次中标某
钙钛矿领先公司的钙钛矿电池量产线镀膜设备订单，该RPD镀膜设备是公司面向钙钛矿电池技术研发的系列核心装备之一，具备多项自主知识产权和较高的技术壁垒，提前布局新时代的光伏电池技术并为新型电池技术的发展提供可靠保证。近期经国际权威机构第三方认证，中国研制的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率高达28.0%，创造了新的历史；同期，该团队在大面积全钙钛矿叠层电池组件也取得重要进展，通过采用可产业化的制备技术，实现了认证效率21.7%的叠层电池组件，为目前大面积钙钛矿电池组件的最高转换效率；钙钛矿电池兼备高效率和低成本以及对环境造成的影响较小等特点，将起到重要的引领作用。2021年全年，捷佳伟创实现营收50.47亿元，同比增长24.80%;实现归母净利润7.17亿元，同比增长37.16%。期间费用率基本保持稳定，盈利能力显著修复。多项光伏电池技术领域均有布局，获得阶段性突破。
金刚玻璃是一家专注于各类高科技特种玻璃及系统研发、设计、生产于一体的高新技术企业,主营各类特种安防玻璃产品。公司收入构成中，钢门窗防火型材营业收入占比59.34%，安装工程营业收入占比22.11%，安防玻璃营业收入占比59.34%。2021年6月，其中外合资子公司吴江金刚玻璃科技有限公司公告立项1.2GW大尺寸半片超高效异质节太阳能电池及组件项目，7月采购迈为整线月首条异质结电池生产线设备正式入厂安装，公司转型光伏电池组件快速推进。2022年4月，同样选用迈为股份设备的华晟二期2GW项目首批210电池片顺利出片，最高转化效率达24.68%。2022年6月18日，金刚玻璃公告称，拟投资建设4.8GW高效异质结电池片及组件项目，项目后续的研发、调试、生产基地均落地在甘肃酒泉。项目投资41.91亿元，建设周期为18个月，分两期投建。6月23日，金刚玻璃与迈为股份(300751)签署了《高效异质结太阳能电池设备及技术合作协议》。公司拥有38项授权的专利，包括超薄化学强化玻璃及其制备方法、非导可触控镜面显示玻璃等。
2021年，公司全年实现营业总收入为3.21亿元，较去年同期下降2.60%;营业利润为-1.39亿元，较去年同期下降9.77%;归属于上市公司股东的净利润为-2.02亿元，较去年同期下降53.81%。
杭萧钢构成立于1985年，经过37年的发展，已经成为绿色钢结构建筑行业集“研发、设计、制造、安装、建材、施工、供应链、产业大数据平台、BIPV光伏建筑一体化”等全产业链于一体的多元化企业集团。主营业务为多高层钢结构，占主营业务收入67%。
杭萧钢构首条晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线年底投产，目标转化效率28%以上。第一，合特光电具有完全自主知识产权，公司晶硅薄膜/异质结钙钛矿叠层电池技术，通过新材料新工艺调节半导体材料带隙和界面钝化，可达30%以上转化效率。第二，公司计划22年底投产首条晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线%以上，该生产线投产将大幅增加合特光电产品的市场竞争力。
公司是国内A股上市的首家纯太阳能企业，是国内首家可同时生产非晶硅、单晶硅、多晶硅三种太阳电池的光伏企业,主营范围是研发、生产及销售太阳电池芯片、太阳电池组件、太阳能供电电源、太阳能应用产品、太阳能集热板及热水器系统。收入构成中，晶体硅太阳能电池芯片及组件营业收入占比37.08%，电费收入占比30.84%，光伏太阳能玻璃营业收入占比26.60%。该公司是薄膜电池龙头之一，其单晶硅电池产品通过IEC61215国际认证，进入欧美等八大超级市场和电站工程，企业品牌TOPRAYSOLAR在国际上具有较高知名度，已成为国内规模最大，技术最先进的非晶硅太阳电池制造商，公司非晶硅太阳电池的产量，出口量居国内第一。
深圳拓日新能公司拥有申请及已获得授权的专利共107项，如光电感应钙钛矿探测器、烟雾感应钙钛矿探测器、薄膜硅、晶体硅异质结双面太阳能电池等。公司拥有非晶硅太阳电池全套生产线设备制造和生产工艺技术、高效晶体硅太阳电池关键设备制造及生产工艺技术、新型平板太阳能集热器关键设备制造及生产工艺技术、光伏玻璃关键设备制造。
通威股份以农业及新能源为主业，形成了“农业(渔业)+光伏”资源整合、协同发展的经营模式，主要业务及在产业链中的位置如下图所示，其中2021年光伏营收占比60.1%。公司拥有从上游高纯晶硅生产、中游高效太阳能电池片生产、到终端光伏电站建设与运营的垂直一体化光伏企业，形成了完整的拥有自主知识产权的光伏新能源产业链条。2021年公司光伏技术中心重点开展与国内外大学、研究所等科研机构的产学研合作，进一步加强对行业跨代技术、前沿技术(包括HBC、钙钛矿、叠层电池/组件、光伏+储能等技术)的研发。公司是硅料、电池双龙头，管理水平卓越、成本优势领先。截止2021年底，公司拥有多晶硅产能18万吨，电池产能45GW，均位于行业第一。
硅料高景气背景下，公司产能持续领先，预计集中受益。截止2022Q2，公司硅料产能合计18万吨/年，预计到2023年底，公司硅料产能将达到33万吨/年，2026年将达到80-100万吨/年，将长时间业绩维持在150-200亿区间，公司竞争力至此质变。公司在该领域申请的专利有集散式光伏光热能源微网、光伏光热能源微网。
公司是全球领先的新能源创新科技公司，从事新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售,以及锂电池回收利用业务。宁德核心技术为动力和储能电池领域,材料、电芯、电池系统、电池回收二次利用等全产业链研发及制造能力。主营业务CATL专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售，致力于为全球新能源应用提供一流解决方案。2017年公司动力锂电池出货量全球遥遥领先，达到11.84GWh。已与国内多家主流车企建立合作关系，并成功在全球市场上占据一席之地，也成为国内率先进入国际顶尖车企供应链的锂离子动力电池制造商。今年5月5日的业绩说明会上，宁德时代董事长曾毓群称公司钙钛矿光伏电池研究进展顺利，正在搭建中试线。此次宁德时代正式官宣进入钙钛矿领域，或许将会进一步推动这一新型电池技术的落地与产业化。
协鑫光电科技控股有限公司成立于2010年，为协鑫集团下属企业。公司完成了100MW钙钛矿电池产能建设的B轮企业，也是目前市场唯一拥有量产能力的企业。
协鑫光电专注于颠覆性的下一代钙钛矿太阳能组件的研发、生产，致力于开发大尺寸1m*2m的太阳能组件。并依托于其现有的全球领先的10MW的中试产线，不断提高钙钛矿电池的光电转化效率，提升稳定性，并进一步降低太阳能电池的成本。公司的经营目标是通过进一步降低太阳能电池的成本，进而实现光伏+储能的平价上网，解决太阳能发电不稳定的短板，使清洁能源成为能源市场的主流。在钙钛矿电池领域，协鑫光电于2019年完成了尺寸为45cm×65cm的钙钛矿组件效率认证，经全球最权威的光伏组件商业认证机构TVRheinland认证，效率达15.31%(现已经提升至17%)，是目前为止全球面积最大、组件效率认证最高的钙钛矿组件。协鑫光电也成为全球唯一一家取得钙钛矿组件实用化产品商业认证的企业。
作为全球化清洁能源整体解决方案提供商，公司致力于能源的绿色、普惠和智慧化，业务涵盖风、光、储、氢等新能源开发运营与装备制造，位居中国企业500强和全球新能源企业500强前列，全球海上风电创新排名第一位，正奋力打造全球知名的千亿级新能源产业集团。主要业务是风力发电机组，占营业总收入93%。
2022年2月，明阳智能表示异质结光伏电池项目设备采购已经完成，目前已经在江苏省盐城市开始建设。公司已经拥有了钙钛矿的技术储备，并在河南信阳建有明阳新能源产业园，其异质结组件项目目前已经在信阳市开始建设，目前一切进展顺利，预计2022年内投产。2021年11月30日，明阳智能5GW异质结电池项目启动开工仪式，项目投资50亿元，其中一期规划产能2.5GW，预计投产后平均转化效率在24.5%以上。2021年公司实现营业总收入271.58亿元，同比增长20.93%;归母净利润31.01亿元，同比增长125.69%;公司营收增长主要系公司风机收入与发电收入同步提升;归母净利润高增主要系营收拉动及出售电站增厚利润所致。
公司成立于2000年，主要从事单晶硅棒、硅片、电池和组件的研发、生产和销售，以及光伏电站开发、建设及运营业务等。公司已形成了从单晶硅棒/硅片、单晶电池/组件到下游单晶光伏电站应用的完整产业链，其中太阳能组件和单晶硅棒/硅片是公司的核心制造业务，2021年，组件和硅片/硅棒在营业收入中的占比分别为72.23%和21.04%。目前公司已发展成为全球最大的单晶硅片和组件制造企业。
钙钛矿技术方面，公司专注于钙钛矿电池和电池组件的制造，目前公司发明公开、发明授权的钙钛矿相关专利有20项。2022年4月21日，在第十九届中国光伏学术大会上，公司以25.7%效率入选晶硅/钙钛矿叠层电池中国最高效率。2021年航天电器研究开发费用为5.04亿元，较上年同期增长17.72%；截至2021年12月31日，公司累计获得专利授权1,548项，其中：发明专利476项(含国际发明专利)。
爱康科技深耕新能源领域，打造新能源制造加新能源服务双轮驱动的业务发展模式，已经发展成为国内领先的高效新能源综合服务商。预计到今年年底将形成5GW异质结电池产能，约占全球总产能的20%-25%，稳居异质结领域第一梯队。公司新能源制造业务中光伏边框、支架等多个拳头产品出货量即市场占有率连续多年稳居行业前列，其中光伏边框制造作为爱康传统优势业务，产品占据全球市场份额近10%，光伏支架制造占全国市场份额的15%，2008年自今，累计出货量超10GW。公司坚持发展以高效异质结电池及组件为核心边框支架为支撑的先进高效制造产业，通过苏州、湖州、赣州、泰州、无锡五大制造基地的布局依托具有年产4000万套光伏边框，6GW光伏支架产能优势，计划5年内实现18GW的异质结电池组件产能。爱康科技表示，公司高度重视钙钛矿电池的市场前景，已经涉足钙钛矿材料与HJT叠层电池技术的研发。
2021年新冠疫情及原材料价格大幅上升等因素对公司经营造成不利影响，叠加公司部分高效电池及组件产能仍处于爬坡阶段，对公司业绩释放产生部分影响。公司实现营业收入25.31亿元，归属于上市公司股东的净利润现亏损。爱康科技拥有江苏苏州、江苏泰州、江西赣州、浙江湖州四大生产基地，产线布局处于行业领先水平，产能属于行业优势产能，累计出货组件超11GW，实现营业收入13.50亿元，同比大幅增长85.49%。
# 平台项目 #IPO阶段 丨 氢能产业基金丨 创投资讯 丨 JAY演唱会 丨 众投邦家办
广东众投邦母基金，成立于2009年，是深圳为数不多具备管理天使母基金、拥有基金管理牌照的股权投资机构之一。发起设立广东省首支天使母基金，目前管理规模近百亿，累计投资近200个优质项目，已经上市的和培育的独⻆兽企业，主要有：大疆创新、蔚来汽车、晶科能源、亿邦国际、金力永磁、沃格光电、天地壹号、哈工大机器人集团、数秦科技、迅策科技、芯天下、云岭光电、宝德计算机、瑞华制药、安邦制药、掌通家园、零壹空间、茶里、中星微电子、雷神科技、牙邦股份等知名企业。
