2024鈣鈦礦電池行業(yè)發(fā)展?jié)摿χ苽洮F(xiàn)狀商業(yè)化難點及主要設備廠商梳理分析報告

2023年深度行業(yè)分析研究報告 61.1鈣鈦礦電池概述 1.2為什么選擇鈣鈦礦電池？ 1.3疊層潛力巨大，晶硅疊層+鈣鈦礦疊層雙向并行 2.1生產(chǎn)流程簡單，所需設備僅有四類 2.2電極層制備：PVD，CVD技術 2.3傳輸層制備：PVD與RPD結合 2.4鈣鈦礦層制備：濕法經(jīng)濟性顯著，干法成膜效果好 2.5激光環(huán)節(jié)：P0-P4共5個小環(huán)節(jié)，對設備精度要求高 2.6鈣鈦礦設備空間測算 3.1鈣鈦礦電池穩(wěn)定性有待提高，目前壽命較短 3.2大尺寸鈣鈦礦效率較低，制備難度大 3.3鈣鈦礦降本之路漫長，哪些環(huán)節(jié)有望助力降本？ 4.1鍍膜設備 4.2涂布設備 4.3激光設備 1.1鈣鈦礦電池概述用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電點電池以及有機太陽能電池等，也稱作新概念太陽能電池。從光伏電池發(fā)展歷程來看，第一代是以硅材料為基本材料的太陽能電池，是過去及目前最成熟的主流商業(yè)電池，量其制備過程復雜，難度較高，所需金屬材料均為稀有金屬，儲量較少，商業(yè)價值較低，物。傳統(tǒng)意義上的鈣鈦礦材料由于不具備良好的半導體性能而無法應用于光伏電池。但金屬鹵化物鈣鈦礦不同于氧化物鈣鈦礦，它具有鹵化物陰離子而非氧化物陰離子，顯示鈣鈦礦電池從特性上具備第一代晶硅電池穩(wěn)定高效低成本的優(yōu)點以及第二代無機物薄膜電池理論效率高且制備流程簡單的優(yōu)點，使用低成本原材料換取更高的理論效率，圖1：太陽能電池發(fā)展歷程鈣鈦礦太陽能電池與傳統(tǒng)光伏電池擁有類似的層級結構。主要由五層組成，包括透透過率、低電阻率的透明電極。作為其他材料的載體，光線由此射入，將收集到的光電用于傳輸電子。制備環(huán)節(jié)中，先將ETL材料涂布在基底上有機鉛鹵化物或者全無機鉛鹵化物等材料，典型代表為碘化鉛甲胺（MAPbI3，隨后進行熱處理或光處理，以形成良好的空銀或鋁制成，作用是提高電極的導電性能，用于傳輸電荷并連接外電路。制備環(huán)節(jié)中，圖2：鈣鈦礦結構及電荷傳導圖其中平面結構又分為正反式兩種。從結構特點來看，介孔結構是最早誕生的鈣鈦礦電池結構，其主要特點在于采用二氧化鈦作為介孔骨架，實現(xiàn)電子的轉移運輸，具有成膜均勻光滑、光電轉換效果好等優(yōu)制備工藝更為簡單。但正式結構的空穴傳輸層在核心的鈣鈦礦層上面，所以在選材的溫度耐受性和性能平衡上，尚存在較多難點，且遲滯效應比反式結構明顯，當前多存在于實驗室研究領域。反式結構比正式結構的工藝更簡便價廉、低溫成膜、更適合與傳統(tǒng)光伏電池結合疊層器件等。同時因為反式（p-i-n）結構的空穴層選材，更有利于抑制遲滯圖3：鈣鈦礦三種常見結構1.2為什么選擇鈣鈦礦電池？學組成的化合物，A位通常是有機或無機陽離子，B位是金屬陽離子，X位則是鹵族陰氫、鉛、碘是自然界常見元素，均非稀有金屬等高價材料，所以鈣鈦礦電池原材料可以電池可以通過改變替換ABX3結構中的部分離子配方，從之間。一般來說，對于較小的帶隙材料（如CH3NHCl-、Br-等）來調(diào)節(jié)帶隙；對于較大的帶隙材料（如CsPbBr3可以通過溫度處理來實現(xiàn)帶隙調(diào)節(jié)。通常情況下，帶隙較小的鈣鈦礦太陽能電池（如CH3NH3P的光電轉換效率，但開路電壓較低；帶隙較大的太陽能電池（如CsPbBr3）則具有較高的開路電壓，但光電轉換效率較低。同時，帶隙可調(diào)也使得鈣鈦礦電池適合作為疊層電圖4：鈣鈦礦材料帶隙可調(diào)光能的吸收更高，因此具有更高的轉換效率，雙結和三結電池理論效率分別達到46%和3帶隙約為1.55eV，對應的吸收帶邊為800nm，圖5：鈣鈦礦晶體結構圖6：鈣鈦礦晶體平面結構弱光效應優(yōu)秀，同環(huán)境下發(fā)電量多于晶硅電池。冬季是一年中獲得太陽輻射最少的季節(jié)，且霧霾天氣較多，容易造成陽光遮擋，光伏電站長期處在輻照度顯著低于標準光照的弱光環(huán)境中，組件的弱光發(fā)電性能對最終發(fā)電表現(xiàn)非常重要。根據(jù)極電光能發(fā)布的組件的發(fā)電量要顯著高于晶體硅組件。隨著輻照度的降低，鈣鈦礦組件的相對效率逐漸標準光照下的111%。晶硅組件輻照度在700-1000W從極電自建的戶外電站最新的實證數(shù)據(jù)來看，鈣鈦礦組件陣列每天早晨比同地區(qū)晶右，這也直觀地展示了鈣鈦礦組件優(yōu)秀的弱光發(fā)電性能帶來的實際增益。相較于冬季同等條件下的晶硅組件，弱光發(fā)電增益能力可為鈣圖7：鈣鈦礦電池弱光性能對比圖8：鈣鈦礦組件在較低效率擁有與晶硅組件相同發(fā)電量的PCE，開啟了鈣鈦礦太陽能電池從無到有的一步。在短圖9：各類電池轉換效率發(fā)展歷史（藍色為晶硅電池，黃色為鈣鈦礦電池，橙色為鈣鈦礦疊層電池）鈣鈦礦相較傳統(tǒng)晶硅電池擁有成本和理論效率的優(yōu)勢，但在穩(wěn)定性方面有欠缺。效晶硅電池最高效率為27.6%，但鈣鈦礦電池還有疊層電池等發(fā)展路徑，在理論效率上明顯優(yōu)于晶硅電池。成本方面，鈣鈦礦電池理論單瓦成本也顯著低于晶硅電池。穩(wěn)定性方技術尚未成熟，目前光照工作穩(wěn)定性達到1料的很多新型光伏技術都要求將持續(xù)光照老圖10：鈣鈦礦電池與晶硅電池對比高理論效率且契合當下產(chǎn)能結構是疊層電池最大的優(yōu)勢。單結晶硅太陽電池的轉換效率正在接近29.4％的肖克利奎伊瑟極限(Shockley-Queisserlimit)，提高單結晶硅太陽電池的轉換效率在當下及未來將變得非常困難，結合當下晶硅電池產(chǎn)業(yè)化程度極為成熟的背景，疊層電池應運而生，原理是通過使用具有不同帶隙的吸收材料來吸收不同能量鈣鈦礦太陽電池與晶硅太陽電池的串聯(lián)疊層，將充分吸收太陽光，突破單結電池的效率快速提升到目前的33.9％。鈣鈦礦/晶硅疊層電池的物理本質(zhì)是一種半導體串聯(lián)器件，能圖11：鈣鈦礦/晶硅疊層電池分光吸收原理圖12：鈣鈦礦及晶硅電池發(fā)電原理帶隙不同的疊層電池能充分減少熱損失，反式鈣鈦礦更適合疊層。兩疊層電池的工作原理是利用寬帶隙鈣鈦礦材料在頂部吸收部分可見光和短波光，透過頂電池的部分可見光和長波光被硅底電池材料吸收，減少短波光子的熱損失，充分利用太陽光譜，提高光伏器件的轉換效率。另外，n-i-p型的正沒有發(fā)現(xiàn)擁有高透過性的空穴傳輸材料，電流損失較大，效率提升困難。因此疊層電池圖13：疊層電池帶隙差能有效減少熱損失異質(zhì)結疊層鈣鈦礦：鈣鈦礦電池能吸收高能量的紫外和藍綠可見光。而異質(zhì)結電池本身為對稱結構可以兼容正式和反式鈣鈦礦電池。因此鈣鈦礦/晶硅異質(zhì)結疊層太陽電池圖14：異質(zhì)結疊層電池結構進行結構改造，加入中間復合疊層，工藝復雜程度較高。但TOPCon產(chǎn)業(yè)化成熟度高，技術成熟，產(chǎn)線投建及制造成本低，在性質(zhì)上具備優(yōu)秀的高溫穩(wěn)定性，能為頂層結構提圖15：TOPCon疊層電池結構及效率2鈣鈦礦電池制備：鍍膜、涂布、激光、封裝四大核心設備2.1生產(chǎn)流程簡單，所需設備僅有四類圖16：鈣鈦礦生產(chǎn)流程及所需設備光伏電池碲化鎘薄膜電池及第三代光伏電池鈣鈦礦電池，由于非晶硅薄膜太陽能電池的層需要用能透光的透明電極，因此可以直接使用透明導電氧化物（TCO）鍍膜玻璃作為基板，即表面鍍有TCO膜層的玻璃板。TCO玻璃是指在平板玻璃表面鍍膜方法均勻的鍍上一層透明的導電氧化物薄膜的玻璃深加工品，實現(xiàn)對可見光的高透1）ITO，為摻錫氧化銦薄膜（In2O3:S當下量產(chǎn)難度較大，工藝流程尚存在一些問題，因此并未成為主流工藝，主要采用方式制備。在線化學氣相沉積法（CVD）鍍膜一般是在浮法產(chǎn)線錫槽冷端或退火窯前端安裝鍍膜設備，以連續(xù)生產(chǎn)的高溫（400~700℃)、潔凈、快速拉引的玻璃帶為載體，通過原料氣體（前驅(qū)體）在高溫玻璃表面發(fā)生化學反應合成鍍膜膜層，再經(jīng)過退火冷卻形圖17：CVD工藝流程因而不利于大批量的生產(chǎn)。而PVD磁控濺射可在空氣環(huán)境中沉積NiOx，氧氣氛圍中濺圖18：磁控濺射工藝圖解式結構為主，反式結構中電子傳輸層是在鈣鈦礦層上進時可能產(chǎn)生的對鈣鈦礦層的損傷。RPD設備精穴傳輸層方面需要高溫退火，成膜質(zhì)量難以控制，在電子傳輸層則無法控制對鈣鈦礦層的損傷，有使用帶有C60的復合材料成功的案例，但不具備普遍性。），納米級厚度的薄膜，容易出現(xiàn)大量由氣泡、難溶顆粒或表面不浸潤區(qū)等引起的針孔等微孔洞型物理缺陷，無法在大面積范圍內(nèi)實現(xiàn)均勻的覆蓋。因此在傳輸層制備環(huán)節(jié)使用涂圖19：RPD鍍膜原理圖20：RPD工作環(huán)境2.4鈣鈦礦層制備：濕法經(jīng)濟性顯著，干法成膜效果好鈣鈦礦吸光層的制備是鈣鈦礦電池的核心環(huán)節(jié)。鈣鈦礦層鍍膜階段，需要精準控制目前主要包含干法和濕法兩種類型的工藝，各有優(yōu)勢，由于處于產(chǎn)業(yè)化前期，因此制備涂布最優(yōu)。刮刀涂布法是一種利用刮刀與基底的相對運動，通過刮板將前驅(qū)體溶液分散所制備的膜層厚度由溶液濃度、刮板與基底縫隙寬度和刮涂的速度決定。狹縫涂布法是將糊狀聚合物、熔融態(tài)聚合物或聚合物熔液涂布于紙、布、塑料薄膜等上，在一定壓力下，將溶液沿著模具縫隙壓出并轉移到基材上的涂布技術，狹縫涂布通過控制系統(tǒng)狹縫寬度、移動速度和輸液速度的調(diào)整，對薄膜質(zhì)量進行更精細化的調(diào)控。噴墨打印法和噴涂法是通過在噴頭內(nèi)部施加壓力的方法將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液從噴頭內(nèi)擠出并在基底上成膜的技術，噴涂法常用的噴頭有高壓氣噴頭和超聲噴頭等，而噴墨打印法是利用噴頭壓相對其他三種方法，狹縫涂布更有利于控制鈣主流的鈣鈦礦量產(chǎn)涂布工藝。溶液涂布法原料利用率高，速度快，成本低，設備兼容度高，從產(chǎn)業(yè)化角度來看是目前較為理想的選擇。狹縫涂布的材料利用率可以達到90%以上。在使用狹縫涂布法大面積制備鈣鈦礦薄膜的過程中，涂布厚度和均勻性要求極高，需要設備和工藝的完美結合，十分考驗設備廠商的技術能力，優(yōu)秀廠商容易形成較高的圖21：四種濕法工藝圖22：狹縫涂布制備鈣鈦礦薄膜流程鈣鈦礦層干法工藝主要以蒸發(fā)鍍膜為主，難度較大，但成膜效果優(yōu)秀。真空蒸鍍?yōu)殁}鈦礦層制作主要干法工藝。蒸鍍法為在真空腔室內(nèi)，通過電阻加熱、電子轟擊等方法使鈣鈦礦層材料靶材受熱蒸發(fā)，材料氣體逸散到基片的表面沉積形成薄膜。相比于濕法工藝，氣相沉積法可以通過控制蒸發(fā)源精確調(diào)控鈣鈦礦中各組分的化學計量比，從而保證薄膜的均勻性。但是干法工藝對真空環(huán)境要求極高，需要較長的抽真空時間，且材料分子泵等高真空設備，成本依舊低于常見的圖23：蒸發(fā)鍍膜工藝詳解圖24：鈣鈦礦層蒸鍍法vapor-phase-depositedperovskitesolarcellsbasedonametaloxidebufferlayer[J].Thej制備工藝相對簡便，產(chǎn)業(yè)化難度較低，但由于蒸發(fā)速率較快容易導致薄膜的晶體質(zhì)量不高，過快的膜料蒸發(fā)速率對于精確調(diào)控膜層的厚度及實現(xiàn)高結晶度的鈣鈦礦晶體帶來諸雙源和多源真空蒸鍍工藝具有相似之處，通過優(yōu)化真空裝備系統(tǒng)及改進蒸鍍工藝，已經(jīng)基本克服了無機前驅(qū)體殘留和碘甲胺蒸汽分子沉積速率難以控制的問題。多源真空蒸鍍還能夠?qū)崿F(xiàn)多元素及多組分摻雜，從而提升鈣鈦礦薄膜的光伏性能，在今后的真空圖25：雙源蒸鍍將整面膜層分割成一個個相互串聯(lián)的寬約4-12mm的子電池單獨模塊，以實現(xiàn)增大電壓和串聯(lián)電池的效果。P4則是激光清邊環(huán)節(jié)，目的是對電池片表1：激光P1-P4環(huán)節(jié)具體作用工序名稱作用在透明導電電極TCO沉積后，空穴傳輸層沉積前，進行激光劃線，以形成彼此獨立的條形導電電極，同時作為后續(xù)P2、P3劃線的定位點。在電子傳輸層沉積后，底電極沉積前，進行激光劃線，對電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層進行刻蝕，將TCO層裸露出來，從而讓下一步沉積的背電極與TCO層直接接觸，讓子電池之間正負極相連。在完成制備金屬電極層后，對背電極、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層進行刻蝕，讓子電池之間分離開來。清除電池邊緣的沉積膜，屬于封裝前的清理工作死區(qū)是激光劃線后的產(chǎn)物，激光劃線的核心技術指標是將死區(qū)做到最小。激光劃線死區(qū)寬度越大，電池中發(fā)電無效區(qū)占比越大，子電池的效率也就越低，因此，鈣鈦礦光伏電池激光劃線工序，其中一個核心技術指標就是將死區(qū)做到最小。除產(chǎn)品本身設計線寬對死區(qū)寬度有影響外，線與線的間距需盡量做小，但是P1/P2/P3線之間，不可并線，因此激光設備加工系統(tǒng)的控制精度越高，死區(qū)越小，對鈣鈦礦電池的效率影響越圖27：激光劃線后死區(qū)圖示2.6鈣鈦礦設備空間測算20.4%/30.6%/20.4%/16.3%/12.2%。我們預計實現(xiàn)G表2：100MW鈣鈦礦產(chǎn)線所需設備及價值PVD涂布機RPD激光封裝單價（萬元）22141總價價值占比22.5億元設備市場空間；2026年在樂觀、中圖28：鈣鈦礦設備市場空間預測0鈣鈦礦設備市場空間（億元）(樂觀)鈣鈦礦設備市場空間（億元）(中性)鈣鈦礦設備市場空間（億元）(悲觀)3鈣鈦礦電池商業(yè)化難點及解決方案梳理3.1鈣鈦礦電池穩(wěn)定性有待提高，目前壽命較短鈣鈦礦吸光層在多種環(huán)境下均會發(fā)生分解反應。水解：傳統(tǒng)的鈣鈦礦材料本身具有很強的吸濕性，能夠吸收其周圍環(huán)境中存在的水分子，當空氣濕度達到一定程度后，過多的水分子便會使得鈣鈦礦材料分解，降低器件圖29：鈣鈦礦材料在水環(huán)境下的分解路徑光照：相對于水、氧和溫度等因素，光照對鈣鈦礦材料穩(wěn)定性的影響難以避免且更為復雜，包括光照引起鈣鈦礦材料的分解、材料的相變和材料內(nèi)部的相分離等。但在個別情況下，光照也能促進鈣鈦礦材料內(nèi)部缺陷的修復，起到提高材料穩(wěn)定性的作用，但圖30：鈣鈦礦光照反應圖31：鈣鈦礦電池穩(wěn)定性解決方案鈣鈦礦穩(wěn)定性的主要解決方案有兩種，一種是材料礦材料；②有機聚合物或無機物摻雜的鈣鈦礦復合材料；③二維-三維鈣鈦礦復合材料，三種方法均能有效提高鈣鈦礦結構穩(wěn)定性，實現(xiàn)數(shù)千小時的穩(wěn)態(tài)結構，然而當下鈣鈦礦封裝技術：間隙封裝：間隙封裝始終采用覆蓋層（例如玻璃、聚合物板）和邊緣密封，以避免氧氣和水分從側面滲透?？梢栽谏w玻片下方放置干燥劑，以吸收可能滲透到封裝裝置中無間隙封裝：封裝膠始終粘在光伏器件上，光伏器件與封裝材料之間沒有間隙，以抑制鈣鈦礦組件的揮發(fā)。與多層封裝相比，單層封裝在制造和與太陽能電池集成方面簡單，因此在商業(yè)化角度備受關注，是目前可選擇的降本渠道之一。多層封裝：多層分裝是無間隙封裝的衍生，結構基于堆疊多個無機或有機層，使每一層補充和增強整體結構的性能。有機層始終具有良好的加工性，并顯示出良好的厚度均勻性。無機層具有良好的阻隔性能和良好的運行穩(wěn)定性。采用紫外線固化粘合劑（UVCA）和石蠟作為密封劑，玻璃作為蓋子。由于封裝劑與鈣鈦礦電池在非間隙封裝圖32：間隙封裝圖33：單層/多層封裝 封裝材料：鈣鈦礦封裝材料需要具有優(yōu)異的絕緣性、熱塑性和一定的機械強度。致密的包裝層能有效隔離空氣中的水和氧，并能以低成本實現(xiàn)大面積包裝。常見的包裝材圖34：聚合物封裝層制備條件鈣鈦礦電池大面積效率損失嚴重的主要原因有兩點，一是鈣鈦礦薄膜的大面積制備工藝不成熟，難度較大，出現(xiàn)膜層不夠均勻等問題導致成膜質(zhì)量差；二是大面積薄膜組圖35：鈣鈦礦電池效率會因面積增大而顯著下降狹縫涂布法的主要問題是尚未有效解決鈣鈦礦的成核結晶問題，由于鈣鈦礦的晶體結構特性，隨著制備面積的增大，表面干燥速度由于涂布時間的不同導致差異，如果不能有效控制整個表面進行完全干燥，則會產(chǎn)生結晶導致表面出現(xiàn)縫隙或氣泡，從而影響蒸鍍法同樣存在一些大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用的問題，一是成本問題，蒸鍍作為真空沉積方式，靶材利用率低，生產(chǎn)速率相對較慢，同時需要更頻繁的清洗；二是鈣鈦礦層材料可選范圍較多，蒸鍍需要根據(jù)不同的材料進行較為復雜的設備參數(shù)調(diào)整和測試，兼容性表3：各類薄膜沉積法特點對比沉積方法優(yōu)點缺點刮刀涂布法可大面積制備，設備要求低，維護簡單材料利用率低狹縫涂布法可大面積制備，可連續(xù)生產(chǎn)，材料利用率高對設備精度要求高噴涂法可大面積制備，設備成本低材料利用率低，易造成腔室污染噴墨打印法可大面積制備，原料利用率高生產(chǎn)效率較低，噴墨頭的維護與更換復雜軟覆蓋沉積法可大面積制備材料利用率低，生產(chǎn)效率較低氣相沉積法可大面積制備，成膜質(zhì)量好材料利用率低，生產(chǎn)效率較低3.3鈣鈦礦降本之路漫長，哪些環(huán)節(jié)有望助力降本？ManufacturingProcessinDifferentLocations》中闡述，中國制造的鈣鈦礦組件成本為前鈣鈦礦主要以百兆瓦產(chǎn)線為主，在規(guī)?；安牧鲜褂梅矫婢休^明顯的降本空間，在圖36：材料和生產(chǎn)規(guī)模將顯著影響成本出現(xiàn)在海外占比高的TCO玻璃，以及PVD鍍膜利用率較低的靶材方面。TCO玻璃在鈣玻璃基本被日本的旭硝子、板硝子壟斷，供給受限，采購成本還高。國內(nèi)企業(yè)主要以金圖37：鈣鈦礦組件成本拆分鈣鈦礦組件成本結構玻璃及其他封裝材料32%電極材料37%32%人工成本3%鈣鈦礦3%能源動力14%9%能源動力14%著降本。根據(jù)WenguangLiu于2023年發(fā)表的論文《Keybottlenecksanddistinct效率。所以當下理想狀態(tài)的鈣鈦礦的組件成本應為0.87元左右。為在產(chǎn)業(yè)化進度逐步推進，規(guī)模效應以及技術提升將使鈣鈦礦實際成本逐步接近理想成表4：鈣鈦礦核心材料及總成本測算價格A價格B($/㎡）價格B($/㎡）價格B($/㎡）價格B($/㎡）鈣鈦礦層界面層TCO玻璃背電極封裝合計產(chǎn)線規(guī)模資料來源：《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》（WenguangLiuetal.,2023財信證券注：價格A為中國國內(nèi)價格，價格B海外為不同地區(qū)價格圖38：材料價格不變的前提下，效率越高，單瓦價格越低最新報價，其余費用采用文獻《鈣鈦礦光伏組件在集中式光伏電站中的應用前景分析》格持續(xù)走低，對電站投建成本的下降起到了明顯的作用，但目前有下降空間，而異質(zhì)結組件價格高出TOPCon組件20%以上，經(jīng)濟性效率提升難度較大，因此晶硅組件電站投建成本下降空間較小。而鈣鈦礦電池目前處于產(chǎn)業(yè)化初期，且理論效率遠超晶硅電池，后續(xù)降本和提效空間均值得期待，相信在不久表5：鈣鈦礦組件與TOPCon組件電站成本測算費用類別單價（元備注費用類別單價（元備注單價（元備注光伏場區(qū)及升壓站主要設備TOPCon光伏組件光伏支架逆變器箱變光伏場區(qū)土建及設備安裝圍欄與道路環(huán)評與水TOPCon組件價格采PVInfolink報價鋁芯光伏場區(qū)及升壓站主要設備鈣鈦礦光伏組件光伏支架逆變器箱變光伏場區(qū)土建及設備安裝圍欄與道路環(huán)評與水生產(chǎn)成本為180元/平米，組件光電轉化效率為20%鋁芯生產(chǎn)成本為160元/平米，組件光電轉化效率為23%效率提升導致費用下降效率提升導致所需土地面積減少保措施7保措施77升壓站升壓站送出路線7暫定20km，含對側送出路線77前期費用含部分清補前期費用含部分清補含部分清補項目建設管理費項目建設管理費其他征地及關系費其他征地及關系費征地及關系費成本合計成本合計contradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》（WenguangLiuetal.,2023《太陽能鈣鈦礦電池技術4鈣鈦礦主要設備廠商梳理：百花齊放，各有所長4.1鍍膜設備國內(nèi)光伏鍍膜廠商較早布局鈣鈦礦，目前均有訂單和實擁有深厚技術積累，均較早布局鈣鈦礦，有望搶占先發(fā)優(yōu)勢，鞏固在晶硅電池設備中的表6：鈣鈦礦鍍膜設備主要廠商梳理企業(yè)名稱相關產(chǎn)品布局情況京山輕機整線產(chǎn)品，PVD鍍膜設備，團簇型多腔蒸鍍設備，ITO玻璃清洗機等具備成熟的鈣鈦礦實驗線整線供應能力，并已成功獲得鈣鈦礦實驗線整線訂單，技術儲備豐富，覆蓋PVD、ALD、蒸鍍等多種技術路線。除了鍍膜設備之外，京山輕機還能夠提供產(chǎn)線上的玻璃清洗機、鈣鈦礦干燥設備、組件封裝設備等。捷佳偉創(chuàng)整線產(chǎn)品，PVD鍍膜設備，RPD鍍膜設備，真空蒸鍍設備，狹縫涂布設備等夸父（KF）系列原子層具備鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層MW級量產(chǎn)型整線裝備的研發(fā)和供應能力，并已向十余家光伏頭部企業(yè)和行業(yè)新興企業(yè)及研究機構提供鈣鈦礦裝備及服務。PVD、RPD鍍膜設備及五合一團簇式鈣鈦礦疊層鍍膜設備實現(xiàn)出貨微導納米沉積系統(tǒng)，后羿（HY）ALD/PEALD/PECVD薄膜沉積系統(tǒng)已獲得國內(nèi)客戶百兆瓦級量產(chǎn)設備訂單，百兆瓦鈣鈦礦ALD設備在24年3月初順利出貨湖南紅太陽PVD及ALD鍍膜設備2022年實現(xiàn)PVD及ALD鍍膜設備發(fā)貨2022年11月，奧來德發(fā)布公告擬使用超募資金4900萬元投資建設鈣鈦礦蒸奧來德真空蒸鍍設備鍍設備開發(fā)項目及低成本有機鈣鈦礦載流子傳輸材料和長壽命器件開發(fā)項目，目前仍在研發(fā)中京山輕機：包裝機械及光伏組件設備龍頭，在鍍膜及封裝領域均有優(yōu)勢。搭建了一條完整的鈣鈦礦實驗線，主要用于驗證設備與產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。目前公司已具備了成熟的鈣鈦礦實驗線整線供應能力，并已成功獲得鈣鈦礦實驗線整線訂單。同時，伏近年來積極推進產(chǎn)學研結合，與華中科技大學、南開大學等眾多高校課題組建立校企合作關系，圍繞鈣鈦礦電池等新興工藝和前沿領域進行深入研發(fā)表7：京山輕機鈣鈦礦整線產(chǎn)品類型整線設備規(guī)格GW級鈣鈦礦量產(chǎn)裝備核心工藝設備包括：玻璃清洗設備、背玻清洗設備，空穴層PVD鍍膜設備，透明導電層PVD鍍膜設備，超聲波滾壓焊接機，丁基膠涂覆機，匯流帶貼敷機，封裝整線設備等。生產(chǎn)線滿足長（2000~2300mm）×寬（1000~1200mm）的鈣鈦礦電池生產(chǎn)需求，可根據(jù)鈣鈦礦電池規(guī)格調(diào)整。MW級鈣鈦礦高效電池制造整體解決方案整線工藝設備包含：玻璃清洗機、立式PVD(NiO/ITO/Cu等)、激晶一體機（雙工站涂布機PVK/ETL）、空間原子層沉積（SnO2）、半自動層壓機、PL/EL/IV測試機等。整線配備MES系統(tǒng)智能管理。生產(chǎn)線滿足長（400~1200mm）×寬（300~600mm）的鈣鈦礦電池生產(chǎn)需求，可根據(jù)鈣鈦礦電池規(guī)格調(diào)整。鈣鈦礦/疊層電池實驗線整線工藝設備包含：超聲波清洗機、等離子體處理設備、三腔PVD(NiO/ITO/Cu等)、激光劃線（P1~P4）、手套箱配液區(qū)、涂布干燥結晶一體機（雙工站涂布機PVK/ETL）、團簇多功能蒸鍍機（PVK/ETL）、半自動絲網(wǎng)印刷機、半自動層壓機、PL/EL/IV測試機等。生產(chǎn)線滿足長（25~210mm）×寬（25~210mm）的鈣鈦礦及疊層電池生產(chǎn)需求，可根據(jù)鈣鈦礦電池規(guī)格調(diào)整。鈣鈦礦組件自動封裝線整線工藝設備包含：上玻璃機、超聲波匯流條焊接機、貼導電膠帶機、美容紙貼敷機、丁基膠涂敷機、膠膜裁切鋪設機、雙玻合片機、堆棧機、層壓機、接線盒焊接機、固化線、自動化傳輸設備、測試區(qū)（包含IV、EL、絕緣耐壓測試設備）、分檔機等。生產(chǎn)線滿足長（2000~2300mm）×可根據(jù)組件規(guī)格調(diào)整。00400(200)(400)(600)歸屬母公司股東的凈利潤同比增長率(%)捷佳偉創(chuàng)：光伏鍍膜設備龍頭較早布局鈣鈦礦，有望優(yōu)勢延續(xù)。備鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層MW級量產(chǎn)型整線裝備的研發(fā)和助力客戶在鈣鈦礦組件上實現(xiàn)了超過19%的第三方認證轉換效率。公司五合一團簇式鈣圖41：捷佳偉創(chuàng)五合一團簇式鈣鈦礦疊層真空鍍膜設備成功交付比+50.48%，歸母凈利潤12.23億元，同比+48.96%，營收及凈利潤均已超去年全年。400歸屬母公司股東的凈利潤同比增長率(%)0表8：微導納米鈣鈦礦產(chǎn)品產(chǎn)品系列產(chǎn)品圖片產(chǎn)品介紹夸父（KF）系列原子層沉積系統(tǒng)采用先進反應腔體設計和薄膜沉積技術,可為PERC、TOPCon、XBC、鈣鈦礦/異質(zhì)結疊層電池等新興太陽能電池表面鈍化提供高質(zhì)量超薄鈍化膜的制備，確保電池光電轉換效率的進一步提升。后羿（HY）系列ALD/PEALD/PECVD薄膜沉積系統(tǒng)專用于鈣鈦礦/異質(zhì)結疊層電池等新興太陽能電池的非晶/微晶、摻雜層、阻水阻氧、致密保護層等薄膜材料。以工業(yè)產(chǎn)線模塊化為核心設計思路，為客戶提供高質(zhì)量、高產(chǎn)能、高可靠性、低制備成本、低投資成本的先進薄膜設備解決方案。凈利潤大幅增長主要系公司已度過科技企業(yè)初期的重研發(fā)時期，來到了高增長的業(yè)績兌00歸屬母公司股東的凈利潤同比增長率(%)0湖南紅太陽：央企背景，長年投身光伏鍍膜技術。中心，公司始終致力于新一代高效太陽能電池技術的工藝攻關以及關鍵核心裝備技術突破。在鈣鈦礦領域，紅太陽光電已經(jīng)掌握了低損傷磁控濺射技術與大面積原子層沉積技圖46：湖南紅太陽PVD鍍膜設備蒸鍍機是真空鍍膜最核心的生產(chǎn)設備，蒸發(fā)源設備是蒸鍍機的核心。真空蒸鍍設備由真空抽氣系統(tǒng)和真空腔體組成，其中真空抽氣系統(tǒng)由（超）高真空泵、低真空泵、排氣管道和閥門等組成，真空腔體內(nèi)配置蒸發(fā)源、晶振片及掩膜板等不可缺少的部件。真空腔體內(nèi)設有多個放置有機材料的蒸發(fā)源并左右移動，用來加熱有機材料使之氣化蒸發(fā)并沉積至基板上成薄膜。蒸發(fā)源作為進行蒸鍍的核心組件，其性能決定著蒸鍍過程中的鍍膜厚度和均勻度，可視作蒸鍍設備的“心臟”。通過蒸發(fā)源技術的領先，公司積極拓展鈣鈦礦設備業(yè)務。目前鈣鈦礦層制備中，蒸鍍法由于成本及效率問題導致應用并不廣泛，公司主推采用線性蒸發(fā)源的蒸鍍機能較好滿足鈣鈦礦光伏電池的量產(chǎn)制備，可以提高鈣鈦礦光伏電池大面積制備的均勻性、批次穩(wěn)定性、連續(xù)重復生產(chǎn)等能力?；诠驹谡舭l(fā)源及蒸鍍技術上深厚的技術積累，公司具備制作出低成本、高效率、高均一性的鈣鈦礦蒸鍍設備的潛力，有望推動蒸鍍在鈣鈦表9：奧來德鈣鈦礦相關在研項目項目名稱擬達到目標技術水平應用場景材料物理化學性能穩(wěn)定，材料能級與載流子傳輸材料遷移率在低成本有機鈣鈦礦鈣鈦礦層能級匹配，并有效減少界面與鈣鈦礦層接觸，提高電載流子傳輸材料和處復合中心，作為鈣鈦礦太陽能電池子空穴的提取，高效率傳長壽命器件開發(fā)載流子層材料使用，保證鈣鈦礦器件在3.9eV左右，并根據(jù)鈣鈦輸載流子。的穩(wěn)定性。礦層的能級要求進行調(diào)節(jié)。通過使用線性蒸發(fā)源提鈣鈦礦結構型太陽能電池蒸鍍設備的開發(fā)與使用客戶進行技術會議構建系統(tǒng)（蒸發(fā)源，蒸鍍機）概念。要求膜厚均勻度在5%以內(nèi)。高材料利用率并縮短工藝時間，滿足降低鈣鈦礦太陽能電池的制備成本的目標。圖47：奧來德營業(yè)收入及增長率圖48：奧來德歸母凈利潤及增長率00(50)歸屬母公司股東的凈利潤同比增長率(%)4.2涂布設備鈣鈦礦涂布設備廠商目前較少，龍頭德滬涂膜占據(jù)大部分份額。德滬涂膜較早與協(xié)鑫光電合作，為全球第一條100MW鈣鈦礦提供了首臺套設備，之后始終占據(jù)領先地位，龍頭實力盡顯。曼恩斯特為涂布模頭龍頭，依托在鋰電領域的成功經(jīng)驗將涂布技術拓展至鈣鈦礦應用，我們認為充足的技術積累是公司的優(yōu)勢，可以期待公司在鈣鈦礦領域的表現(xiàn)。其余廠商如大正微納，眾能光電等也有涂布設備布局。表10：鈣鈦礦涂布設備主要廠商梳理企業(yè)名稱相關產(chǎn)品布局情況德滬涂膜狹縫涂布設備2019年獲科技部鈣鈦礦重大專項，2021年1×2m量產(chǎn)狹縫涂布設備交付并通過驗收，為全球第一條100MW鈣鈦礦首臺套設備。2022年多條鈣鈦礦中試線交付，2023年成立了德滬鈣鈦礦研究院，同年8月再度斬獲100MWs鈣鈦礦量產(chǎn)線大尺寸高精密涂膜設備訂單。鈣鈦礦狹縫涂布設備市占率超80%。曼恩斯特狹縫涂布模頭公司在鈣鈦礦太陽能電池領域的涂布設備涵蓋GW級（2300×1200mm）、中試線（1600×1200mm、1200×600mm）等產(chǎn)線以及實驗室（330×430mm、300×400mm、300×300mm）。其中，公司已有銷售訂單的基板尺寸包含1200×600mm、300×400mm、300×300mm，部分銷售訂單已完成出貨。德滬涂膜：鈣鈦礦涂布設備龍頭，可與日本東麗、DNS、中外備巨頭競爭。技專項，主持開發(fā)鈣鈦礦量產(chǎn)核心涂膜設備。近日，德滬涂膜設備（蘇州）有限公司成功打入美國市場，首獲鈣鈦礦電池制造設備訂單。德滬計劃在兩年內(nèi)將設備零部件國產(chǎn)化比例從原來的60%多提高到95%以上，以此降低設備成本，換取更為優(yōu)秀的競爭力和圖49：德滬涂膜鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)規(guī)劃鈣鈦礦創(chuàng)新中心助推技術快、好、省產(chǎn)業(yè)化涂膜、干燥、激光、清洗大面積工藝及設備研發(fā)打樣、流片高通量涂膜、干燥、激光、清洗大面積工藝及設備研發(fā)打樣、流片高通量：＞1000片/小時高通量工藝及設備研發(fā)打樣、流片工藝、設備技術開發(fā)打樣、流片布模頭海外壟斷，成為國內(nèi)涂布模頭第一股，并逐步橫向拓展涂布技術應用領域。作為平臺型的涂布技術企業(yè)，公司在鈣鈦礦單結及疊層的技術路線均有相應的技術布局及儲備?；讵M縫式涂布技術優(yōu)勢，公司在鈣鈦礦領域已搭建了高標準的平板類涂布工程中制化涂布模頭、高精密注射泵及全棧技術等關鍵技術，已完成大面積溶液薄膜均勻涂布及結晶一體化布局，可以用于制備鈣鈦礦層、傳輸層及修飾鈍化層。在干燥工序方面，公司現(xiàn)已形成較為成熟的狹縫式涂布解決方案的供應能力，產(chǎn)品涵蓋GW級、中試線及實驗線等。具體而言，公司在鈣鈦礦太陽能電池領域的涂布設備涵蓋GW級（圖50：曼恩斯特狹縫涂布設備涂布模頭國產(chǎn)替代邏輯清晰，受益于新能源領域高景氣度。捷佳偉創(chuàng)2022年營收4004000歸屬母公司股東的凈利潤同比增長率(%)4.3激光設備其精度要求，主要由主營業(yè)務為激光器或激光設備的公司供給，非激光領域公司短時間內(nèi)競爭力難以與傳統(tǒng)激光企業(yè)競爭。已實現(xiàn)出貨的公司有杰普特、德龍激光等激光器龍表11：鈣鈦礦激光設備主要廠商梳理企業(yè)名稱相關產(chǎn)品布局情況杰普特激光模切設備公司已于2021年8月交付了首套柔性鈣鈦礦模切設備。2023年4月，杰普特中標協(xié)鑫光電100MW鈣鈦礦激光刻劃全套設備，公司開發(fā)的1m*2m大尺寸鈣鈦礦P1/P2/P3整套激光劃線設備在客戶端實現(xiàn)持續(xù)批量生產(chǎn)，其電池組件死區(qū)寬度可穩(wěn)定控制在150μm內(nèi)，居于行業(yè)內(nèi)領先水平，獲得頭部客戶的認可。德龍激光激光模切設備公司鈣鈦礦電池生產(chǎn)的相關設備有前段P0激光打標設備，P1、P2、P3激光劃線設備，P4激光清邊設備、傳輸&緩存線體、后段封裝檢測等一系列自動化設備，已于2022年交付客戶并投入使用。帝爾激光激光設備帝爾激光在鈣鈦礦TCO層、鈣鈦礦層、電極層均有相應的應用，2022年公司已有鈣鈦礦工藝設備訂單的交付。大族激光激光刻劃設備公司自主研發(fā)了鈣鈦礦激光刻劃設備，已實現(xiàn)量產(chǎn)銷售，與協(xié)鑫光電等行業(yè)頭部客戶一直保持合作關系。集成電路和半導體光電相關器件精密檢測及微加工的智能裝備，是我國首家商用“