電池：基于HJT行情復盤-疊層電池引領效率革命鈣鈦礦產業(yè)化加速

疊層電池引領效率革命，鈣鈦礦產業(yè)化加速——基于HJT行情復盤中泰機械首席分析師：王可執(zhí)業(yè)證書編號：S07405190800011層電池相對晶硅電池具備更高的轉換效率，晶硅下階段的發(fā)展路線。鈣鈦礦電池作為光伏新技術，在2023年光伏二級市場行情慘淡的大背景下在一級市場仍能夠持續(xù)密集融資，說明鈣鈦礦作為最有潛力的光伏新技術更受資本市場認可，光伏行情企穩(wěn)后，鈣鈦礦有望成為點燃行情的?基于商業(yè)邏輯，鈣鈦礦疊層電池提效顯著，是晶硅的下階段路線。隨著晶硅組件降至1元/W以內，單節(jié)鈣鈦礦電池的性價比邏輯難以兌現(xiàn)。類比多晶被單晶淘汰，低效率技術路線難以在電站端取勝。鈣鈦礦晶硅疊層電池兼容現(xiàn)有晶硅產能，可以與現(xiàn)有的HJT、TOPCon路線相結合，保留原有產線的基礎上新增鈣鈦礦工藝即可完成產品升級。形成的疊層組件效率有望達到30%以上，與原有晶硅呈現(xiàn)代際差異。鈣鈦礦電池廠、晶硅廠商、設備廠商對于疊層路線已形成一致預期，疊層電池將會是?基于工藝演進，鈣鈦礦路線中蒸鍍工藝不可或缺，是變化最大的工藝環(huán)節(jié)。對于單節(jié)電池，頭部企業(yè)陸續(xù)開啟GW級產線招標，量產線為了保證電池效率和穩(wěn)定性，工藝中增加了鈍化層鍍膜，疊加電子傳輸層也需要用到C60，產業(yè)趨勢大多采用蒸鍍方案。對于兩端疊層電池中的鈣鈦礦鍍膜需要在晶硅絨面上進行，絨面鍍膜中必須使用蒸鍍。四端疊層中大面積鈣鈦礦部分仍需單節(jié)電鈣鈦礦投資邏輯核心催化：①單節(jié)電池GW級量產線擴產，頭部企業(yè)GW擴產表明行業(yè)進入量產階段，單代表晶硅產業(yè)形成一致預期：疊層為光伏下階段路線，產業(yè)催化明確；③寧德時代、京東方等跨界龍頭有風險提示：鈣鈦礦及疊層技術推進不及預期、相關標的業(yè)務進展不及預期、相關標的業(yè)績不及預期、研報使2目錄CONTENTS目錄CONTENTS4鈣鈦礦產業(yè)鏈投資策略3誠信1基于HJT行情復盤的鈣鈦礦研究專業(yè)｜領先誠信1基于HJT行情復盤的鈣鈦礦研究專業(yè)｜領先｜深度|4晶硅路線提效緩慢，面臨瓶頸難進一步提升。晶硅電池是光伏中最主流的路線，被廣泛應用于新能源發(fā)電領域。晶硅路線最高效率從2016年突破26.3%以后，花費了7年時間提升到27.1%，提效緩慢且艱難。無論是TOPCon、HJT還是BC電池都屬于晶硅路線，其理論極限效率受肖奎極限29.4%的限制，難以再鈣鈦礦晶硅疊層路線提效快、上限高，鈣鈦礦晶硅疊層路線自有效率記錄以來，7年時間內效率從23.6%提升到33.9%（+10.3pct），提效速度遠高于晶硅（+0.8pct），并且高于鈣鈦礦單節(jié)電池（+4pct）。疊層電池效率距其理論極限還有10.1pct，提效空間巨大。從效率表現(xiàn)來看，鈣鈦礦晶硅疊層和晶硅呈現(xiàn)出代際差異，是眼下眾多光伏路線中最有潛力的路線。光伏發(fā)展一向以降本增效為目標，疊層電池將會是晶硅的 鈣鈦礦路線包括單節(jié)和疊層電池，單節(jié)率先量產，疊層緊隨其后。①單節(jié)電池是以廉光層的新型化合物薄膜電池，通過光照產生光生伏特效應發(fā)電，其理論效率33%，目前實驗室效率達技術結合，綜合利用太陽能中短波長和長波長能量，在單節(jié)電池基礎上進一步提高效率。鈣鈦礦晶硅疊光伏行業(yè)技術迭代迅速，疊層電池路線滲透空間大。隨著光伏技術的不斷進步，鋁背場電池、PERC電池等逐漸被淘汰，HJT及硅基疊層電池將憑借其優(yōu)秀的性價比加速滲透。鈣鈦礦晶硅疊層目前處于研發(fā)6HJT路線復盤HJT路線復盤1.2、類比HJT初期行情，核心在催化劑和預期差【2021.1-2021.5】2021年3月后華晟異質結數據發(fā)布，邁為股份股價開始【2021.5-2021.8】光伏版塊及異質結板塊反攻，市場傳隆基HJT招標，愛康科技一個月股價漲幅倍。華晟新能源HJT效率數據發(fā)布，明陽智能加碼HJT，邁為股份拿下金剛玻璃異質結訂單，邁為股份憑借眾多硬催化成為異質結無可爭議龍頭，這一階段邁為股份階段性漲幅接近155%，已顯著超過捷佳偉創(chuàng)，這是21年異質結行情與20年異質結行情最大的不同，普漲時代過度到龍頭時代，也表明市場對77鈣鈦礦新技術受市場青睞，有望成為點燃整個行情的催化劑。去年一年時間以光伏ETF為例，二級市場光伏行情回調比例接近腰斬的背景下，鈣鈦礦標的仍能持續(xù)密集融資并且擁有較高估值。鈣鈦礦行業(yè)和傳統(tǒng)光伏技術路線呈現(xiàn)出了顯著的差異化，說明鈣鈦礦作為最有潛力的光伏新技術更受資本市場認可，預計在光伏行情企穩(wěn)之后，鈣鈦礦行業(yè)有機會成為整88專業(yè)｜領先｜深度|誠信2鈣鈦礦及疊層電池產業(yè)鏈更新專業(yè)｜領先｜深度|誠信2鈣鈦礦及疊層電池產業(yè)鏈更新92.1、基于商業(yè)邏輯：單節(jié)電池提效邁入量產，短期相對晶硅難有性價比單節(jié)鈣鈦礦效率持續(xù)提升，行業(yè)邁入量產階段。效率方面：2024年3月，鈣鈦礦電池平米級組件效率突破19%，預計2024年底效率超過20%。目前行業(yè)頭部企業(yè)協(xié)鑫光電、極電光能、纖納光電等均經過了長期的中試測試，2024年即將邁入GW量產階段。成本方面：當組件效率站大規(guī)模使用。其0.8元/W的組件成本在晶硅組件價格1.3元/W以上時具備顯著性價比。但目前晶硅組件成本與鈣鈦礦量產預期組件成本接近，嚴重影響了單節(jié)鈣鈦礦電 2.1、基于商業(yè)邏輯：低效率產品難受電站端青睞），終量產效率也更高。2016年后全球光伏中單晶組件市占率持續(xù)提升，目前擠壓多晶組件市場份以內。有兩方面原因①技術進步，單晶組件降本增效具備性價比。單晶組件的生產成本快速降低，單多晶組件實際價差開始低于合理價差，性價比開始反轉。同時單晶組件轉換效率高的優(yōu)點更突出，促進了其市占率的快速提升；②市場認可+政策補貼，滲透率快速提升。單晶組件轉換效率高、度電成本底，疊加補貼政策引導，成為了市場的首選。在單多晶近乎同價時候，單晶組件的優(yōu)點被視為“免費單節(jié)鈣鈦礦效率低，性價比邏輯短期內在電站端難兌現(xiàn)。目前隨著晶硅價格持續(xù)處于低位，晶硅組件單瓦價格與鈣鈦礦量產初期價格接近，但晶硅發(fā)電表現(xiàn)更強，因此短期內單節(jié)鈣鈦礦電池性價比邏輯難以在地面電站兌現(xiàn)。鈣鈦礦行業(yè)的產業(yè)化初期市場在于BIPV、CIPV等可以和晶硅差異化競爭的場景。疊層路線相對晶硅發(fā)電優(yōu)勢呈現(xiàn)代際差異，兼容晶硅產線，商業(yè)邏輯更硬。疊層組件效率有望做到35%以上，能源屬性更強應用場景更廣。鈣鈦礦晶硅疊層可以看做是晶硅路線上進行升級的產品，優(yōu)勢顯著。疊層電池生產端兼容現(xiàn)有晶硅產能，應產量占比 產量占比2.1、基于商業(yè)邏輯：疊層電池相對晶硅大幅提效，降本路線清晰疊層路線相對晶硅大幅提效。疊層電池通過吸收不同波段太陽能提升整體器件效率，理論上吸收所有太陽光中所有波段能量，無數節(jié)電池疊加，其極限效率可達65%。商業(yè)上兩節(jié)電池疊層就可以大幅提升效率，并且制備工藝可控不會過于復雜。兩節(jié)電池形成的疊層電池效率上限44%，遠高于晶硅理論極限效率29.4%，相對晶硅提效非?？捎^。鈣鈦礦晶硅疊層是潛力最大的商用方案，降成本低，是疊層電池中頂電池的理想選擇；晶硅帶隙和鈣鈦礦匹配度最高，是底電池中的理想選擇。因此鈣鈦礦晶硅疊層既能夠實現(xiàn)高效率的發(fā)電表現(xiàn)，相對晶硅又不會增加太多的物料成本，因此是目前潛力最大的可商用疊層方案。疊層電池的成本相對晶硅組件的增量主要在于鈣鈦礦部分的多層鍍膜，這部分材料用量少成本低，隨著疊層電池的規(guī)?；?.1、基于商業(yè)邏輯：疊層電池在電站端性價比高現(xiàn)有晶硅路線提效遇瓶頸，疊層電池打開效率空間。晶硅路線無論PERC、TOPCon還是HJT量產效率已逼近對應實驗室效率極限，只有不到1%的提升空間。疊層電池理論極限效率44%，遠高于現(xiàn)有晶硅電池效率。鈣鈦礦HJT疊層目前實驗室效率達33.9%，并且仍會以每年1-2%的速度持續(xù)提升。鈣鈦礦疊層電池量產效率上限更高，預計將來量產效率有望達到35%以上。隨著鈣鈦礦疊層技術成熟和不斷降本，疊層電池憑借其杰出的性能表現(xiàn)，在光伏市場中的市占率疊層組件降低電站系統(tǒng)造價，經濟性優(yōu)勢顯著。對比提升20%電池效率和降低同等比例電池成本的兩個方案，前者可使得電站端投資降低13%，后者僅能降低4%?？梢妼τ诠夥夹g而言，提效比降本對電站端吸引力更大。疊層這種高效光伏路線的產業(yè)化空間相對晶硅2.2、基于工藝變化：蒸鍍在單節(jié)及疊層電池中確定性增強隊新融資的創(chuàng)業(yè)公司目前仍處于技術積累和技術放大階段，優(yōu)先突破效率記錄；第2梯隊的鈣鈦礦電池廠如仁爍光能、脈絡能源、光晶能源等經歷了技術放大的階段，2024年陸續(xù)進行百兆瓦中試，側重點在產線調試；第1梯隊的頭部企業(yè)如協(xié)鑫光電、極電光能、纖納光電等陸續(xù)經過了長時間的中試線調試，在23年陸續(xù)開始GW產線招標，24年開始部分產線投產，側重點在產品量產線對組件效率和穩(wěn)定性要求更高，工藝發(fā)生變化。電池廠在研發(fā)、中試線上并行嘗試的新在遷移至量產線，其中最明顯的變化是電子傳輸層、鈍化層等膜層沉積對 要保證。鈣鈦礦層必須用到狹縫涂覆工藝，搭配干燥、退2.2、單節(jié)電池：量產線蒸鍍工藝確定性增強中電子傳輸層多采用C60材料，只有蒸鍍才能進行鍍膜。可見蒸鍍設備從百兆瓦線選用工藝變成了量 晶硅并聯(lián)形成的電池，鈣鈦礦廠商憑借其依托大面下鈣鈦礦晶硅分步制備，步驟解耦，四端方案兼容2.2、疊層電池：產業(yè)化初期，兩端和四端路線并行層電池后再進行電池片之間的串焊，并采用膠膜和兩端的普通玻璃完成封裝。四端疊層的鈣晶硅部分絕緣，大面積鈣鈦礦部分需要在TCO玻璃上制成，然后和晶硅部分以機械堆疊的方式結合形成具備高電流優(yōu)勢。因此鈣鈦礦HJT疊層轉換效率高于鈣鈦礦TOPCon疊層，從效率表現(xiàn)上看前者最高成生產。鈣鈦礦TOPCon疊層因為TOPCon電池需要倒置，原有面的氮化硅是絕緣體不能導電，需要先把氮化硅層去掉。并且鈣鈦礦HJT疊層是低溫工藝，與鈣鈦礦疊層電池絨面結構疊層電池絨面結構鍍膜效果2.2、兩端疊層：絨面鍍膜為工藝難點絨面填平、絨面保型等方案。①正面拋光：光反射增加硅之上的隧穿結、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、鈍化層、電子傳輸層等都需要正面拋光絨面填平絨面保型 2.2、兩端疊層：絨面鍍膜為工藝難點度高的鈣鈦礦薄膜。但是鍍膜過程中容易出現(xiàn)金字塔頂坍塌引起的保形覆蓋差、無機鹽殘留引2.2、兩端、四端疊層：蒸鍍工藝不可或缺體可采用一步法、兩步法鍍膜。兩步法分為①干濕結合路線：采用蒸鍍先搭建無機鹽采用溶液法或者蒸鍍方案沉積有機鹽；②全干法路線：兩步蒸鍍沉積鈣鈦礦原材料， 3行業(yè)核心催化專業(yè)｜領先 3行業(yè)核心催化專業(yè)｜領先｜深度|提升3pct。產業(yè)進展：頭部玩家極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電已于2023招標，預計2024年可以看到極電光能、協(xié)鑫光電的設備進場和產線投產。量產線尺寸進一步放大，便于適配大板型晶硅組件制作四端疊層電池。鈣鈦礦行業(yè)中試線尺寸主要有0.6*1.2m和1*2m兩個版型，量產線在和這個面積基礎上進一步放大。協(xié)鑫光電尺寸放大至1.2*2.4m，極電光能尺寸放大至1.2*2.3m。可見都是在1.2m寬幅基礎上，根據各家需求確定版型長度，但總體都在2.8平米左右。鈣鈦礦這種薄膜電池面積放大一方面可以攤薄成本，另一方面也是為 3.2、晶硅大廠：布局疊層邁入中式階段術上有持續(xù)的研發(fā)投入和小規(guī)模設備采購。在2024年即將線上新增資本開支，投建研發(fā)線或者中試線。隨著晶硅廠鈣鈦礦/HJT疊層正在建設疊層電池百兆瓦級中試線，努力在2027年前后實現(xiàn)疊層電池的GW級量產，到2028年將建成全球首個鈣鈦礦/HJT疊層2023年11月鈣鈦礦晶硅疊層兩端電池實驗室效率達到33.9%，預計2024年底效率達到35%鈣鈦礦/晶硅疊層基于大絨面的兩步法鈣鈦礦/硅疊層電池實驗室效率已達到31.68%2024年開始建設100MW鈣鈦礦-異質結疊層電池項目鈣鈦礦/晶硅疊層2022年12月，公司鈣鈦礦/晶硅兩端疊層電池實驗室效率達29.2%?；贜型TOPCon的鈣鈦礦疊層電池實驗室效率達到32.33%鈣鈦礦/HJT疊層2023年12月公告擬投資10億元用于研發(fā)鈣鈦礦-異質結疊層電池鈣鈦礦/晶硅疊層鈣鈦礦/晶硅疊層2024年下半年可能會繼續(xù)推動中試，預期2-3年內能夠產出大尺寸鈣鈦礦疊層產品，疊層電池的初步效率目標是30%鈣鈦礦/晶硅疊層鈣鈦礦/晶硅疊層鈣鈦礦/晶硅疊層小面積鈣鈦礦電池效率25.05%，小面積鈣硅疊層電池效率28鈣鈦礦/HJT疊層計劃2023年開始籌建100MW鈣鈦礦/異質結疊層產線，力爭在2025年內啟動鈣鈦礦/異質結疊層電池GW級鈣鈦礦/HJT疊層計劃在2025年努力實現(xiàn)27.5%轉化率的HJT/鈣鈦礦疊層組件3.3、跨界龍頭：切入鈣鈦礦路線發(fā)力光伏寧德時代、比亞迪等企業(yè)跨界布局鈣鈦礦。寧德時代早在2022年就已經開始進行鈣鈦礦電池方面司不具備的研發(fā)投入和資源支持，寧德時代有望在中試線跑通后開啟大京東方等面板廠商跨界布局鈣鈦礦。OLED面板和鈣鈦礦組件制備的工藝存在共性，都是大面積鍍膜，需要用到蒸鍍等方案。面板廠商以及面板設備廠商可憑借自身的工藝優(yōu)勢切入鈣鈦礦領域，為鈣鈦礦行業(yè)注入新的活力。除此之外可以看到明陽智能、中國核電等跨界玩家均在鈣鈦礦方面有所布局，鈣鈦礦技術一旦出現(xiàn)突破，技術擴散和人才流動將會公司2023年5月明陽集團薄膜光伏研發(fā)團隊在鈣鈦礦電池研發(fā)再次取得突破。同時布局碲化鎘薄膜電池技術 4鈣鈦礦產業(yè)鏈投資策略專業(yè)｜領先 4鈣鈦礦產業(yè)鏈投資策略專業(yè)｜領先｜深度|4.1、鈣鈦礦路線處于從0-1的階段，產業(yè)迎發(fā)展拐點晶硅難具備性價比。發(fā)展高效疊層電池成了單節(jié)電池廠必須要走的路線。頭部廠商協(xié)鑫光電已經開啟GW級產線招標，技術路線為四端疊層電池，代表著鈣鈦礦企業(yè)對疊層邏輯的認可。寧德時代也同時布局單節(jié)和疊層研發(fā)和生產。極電光能、纖納光電的GW級產線均擴大面積至約2.8平米，也是為了便于后續(xù)進一步和平了道路，現(xiàn)在有基本定型的材料體系、較為成熟的設備廠商、以及大量掌握鈣鈦礦工藝人才。因此晶硅廠具備了投入疊層產線的先決條件。同時晶硅廠商面臨產品升級換代的迫切需求，今年能觀察到其在鈣鈦礦疊層方面新增資本開支，如新建百兆瓦級疊層產線。晶硅廠密集布局鈣鈦礦疊層代表傳統(tǒng)光伏產業(yè)對疊層電池商業(yè)邏輯的認可，隨著晶硅的持續(xù)投入鈣鈦礦及疊層電池產業(yè)會進一步加速。創(chuàng)為為例，目前已經具備提供疊層研發(fā)線、中試線整線能力。設備配套是疊層路線能快速發(fā)展的必要前提。產能：至少2條量產線子線落地，產業(yè)化路徑清晰；多家疊層電池邁入中式，晶硅廠商密集布局4.2、設備環(huán)節(jié)：關注形成整線能力的設備供應商依托PVD、ALD、蒸鍍等設備，形成了鈣鈦礦及疊層整線制造能力。公司是業(yè)內較早完成鈣鈦礦設備開發(fā)且有實際產品銷售的企業(yè)。目前公司提供中式級鈣鈦礦及整體解決方案，并提供GW級鈣鈦礦量產裝備輸出與技術支持。在鈣鈦礦行業(yè)正處于從中試線產線向GW級量產線發(fā)展的關鍵時點，公司有望順應產業(yè)趨勢快速增長。捷佳偉創(chuàng)：鈣鈦礦及疊層路線全方位布局。捷佳偉創(chuàng)所涵蓋的RPD、PVD等設備是鈣鈦礦制備中核心設備，公司在此基礎上形成了在大尺寸鈣鈦礦、鈣鈦礦HJT/TOPCon疊層、全鈣鈦礦疊層領域的整線能力，全方位覆蓋鈣鈦礦光伏技術路線。2023年7月公司擬可轉債募資9.61億元，投向鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層設備產業(yè)化項目。 4.2、設備環(huán)節(jié)：重點關注蒸鍍環(huán)節(jié)奧來德：蒸鍍環(huán)節(jié)核心標的，依托線性蒸發(fā)源向蒸鍍整機發(fā)展。上文分析蒸鍍工藝在單結鈣鈦礦量產線中確定性增強，在疊層電池中是必須使用的工藝，因此蒸鍍環(huán)節(jié)標的最值得關注。鈣鈦礦量產線中的蒸鍍設備需滿足大面積鍍膜能力，大面積蒸鍍設備必須具備線性蒸發(fā)源，線性蒸發(fā)源是蒸鍍設備的核心。目前國內具備線性蒸發(fā)源的設備商主要有奧來德、欣奕華（未上市）、方昇光電（未上市），欣奕華已經實現(xiàn)了大尺寸Inline鈣鈦礦蒸鍍機交付。奧來德具備線性蒸發(fā)源，且已經在OLED領域實現(xiàn)了蒸鍍機的生產，預計將來有望憑借其OLED方面的技術積累在鈣鈦礦領域實現(xiàn)設備突破。曼恩斯特：狹縫涂覆環(huán)節(jié)核心標的，依托狹縫涂覆模頭向涂覆整機發(fā)展。鈣鈦礦量產線中的狹縫涂覆設備需要滿足米級寬幅的鍍膜，狹縫涂覆模頭是核心零部件，整機價值占比10-20%。目前鈣鈦礦頭部企業(yè)的涂覆設備主要來自德滬涂膜和日本東麗。曼恩斯特2024年實現(xiàn)了商用級鈣鈦礦組件的狹縫涂覆設備正式交付，也成功中標鈣鈦礦晶硅疊層高通量涂布機。另外建議關注同樣具備自研狹縫涂覆模頭的上市 核心零部件核心零部件4.2、設備環(huán)節(jié)：新玩家大勝達刷和銷售，能為客戶提供涵蓋包裝方案設計、研發(fā)、檢測、生產、庫存管理、物流配送熱處理設備制造經驗。主要為薄膜光伏（主要為碲化鎘薄膜、銅銦鎵硒薄膜、玻璃及顯示、半導體等領域的客戶提供定制化的精確熱處理及鍍膜控制設備。池廠，有望以纖納光電量產線供貨為契機打入鈣圖表38：FornaxB.V.股權結構 圖表38：FornaxB.V.股權結構TCO玻璃是單節(jié)鈣鈦礦電池和四端疊層電池的必備材料。TCO玻璃是在單節(jié)電池中價值占比最高的輔材，占比30%以上，單GW價值量接近3億。國內主要供應商是金晶科技和大連耀皮。金晶科技研發(fā)行業(yè)大量供貨。金晶科技目前具有3條TCO玻璃生產線，按照600萬平/GW玻璃需求計算，滿產條件下目前給全球薄膜電池龍頭FirstSolar碲化鎘組件供背板玻璃，后續(xù)有望打進其面板供應鏈形成訂單。耀康達新材，福斯特等在持續(xù)驗證中，有望實 4.4、制造環(huán)節(jié)：標的稀缺司致力于