【世界快播報】光伏設(shè)備行業(yè)研究：光伏設(shè)備產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及前景分析

（報告出品方/作者：中信建投，呂娟，夏紓雨，籍星博）

核心觀點：

太陽能電池主要分為晶硅電池與薄膜電池兩大類，目前晶硅電池占比約95%，薄膜電池正在蓬勃發(fā)展。從設(shè)備角度來 看，下游擴產(chǎn)是需求的直接動力，終端裝機量提升有望帶來增量設(shè)備需求；同時，光伏行業(yè)持續(xù)進行技術(shù)創(chuàng)新與工藝 迭代，不僅有利于刺激新的擴產(chǎn)需求，還有望加速原有設(shè)備的更新替換。晶硅電池方面，受益于技術(shù)迭代以及海內(nèi)外 擴產(chǎn)，整體設(shè)備需求保持高景氣；薄膜電池方面，我們看好鈣鈦礦電池的發(fā)展，判斷2023年鈣鈦礦行業(yè)處于從百兆瓦 中試線向GW級量產(chǎn)線快速推進的過程中，設(shè)備是新工藝導(dǎo)入量產(chǎn)的基礎(chǔ)，在產(chǎn)業(yè)化初期的重要性凸顯。展望未來， 當薄膜或疊層時代到來之時，挑戰(zhàn)與機遇并存，我們對未來“競爭格局將如何演化？”進行了思考。

(資料圖片)

一、光伏電池分類及光伏設(shè)備行業(yè)概述

1.1、太陽能電池主要分為晶硅電池與薄膜電池兩大類

太陽能電池的工作原理為光生伏特效應(yīng)，太陽光照射半導(dǎo)體P-N結(jié)，P-N結(jié)兩端產(chǎn)生電壓，即光生電壓。陽光照射到電 池表面，吸收具有能量的光子在內(nèi)部產(chǎn)生非平衡狀態(tài)的電子-空穴對。由于P-N結(jié)內(nèi)建電場的作用，電子與空穴將分別 向N、P區(qū)移動，P-N結(jié)附近形成與內(nèi)建電場方向相反的光生電場。抵消P-N結(jié)內(nèi)生電場剩余部分使P、N區(qū)分別帶有正 負電荷形成光生電動勢，外接負載后電流將從P區(qū)流出，通過負載再從N區(qū)流入。

大類上看，太陽能電池由晶硅電池與薄膜電池構(gòu) 成。現(xiàn)階段，晶硅電池占比約95%，為絕對主流 的太陽能電池，以單晶硅電池為主；薄膜電池作 為太陽能電池發(fā)展的重要方向，包括非晶硅電池、 化合物電池，相較于晶硅電池具有理論轉(zhuǎn)換效率 高、制造成本低、應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點。

①晶硅電池：分為單晶硅電池、多晶硅電池，單 晶占絕對主流。2021年我國單晶硅片（P型+N型） 合計市占率94.5%，其中P型占比90.4%，N型占 比4.1%，預(yù)計單晶硅片市占率將進一步增大且N 型占比有望加速提升。另一方面，多晶硅片市場 份額由2020年的9.3%進一步下降至2021年的 5.2%，未來仍將呈現(xiàn)下降趨勢。電池技術(shù)路線來 看，2021年P(guān)ERC電池市占率達到91.2%，平均轉(zhuǎn) 換效率23.1%，同比提升0.3pct；多晶黑硅電池平 均轉(zhuǎn)換效率19.5%， 提升空間有限 。 2021 年 TOPCon、HJT電池市占率約3%，其中TOPCon電 池平均轉(zhuǎn)換效率達到24%；HJT電池平均轉(zhuǎn)換效 率24.2%；IBC電池平均轉(zhuǎn)換效率24.1%。

1.2、裝機規(guī)模提升+工藝技術(shù)迭代驅(qū)動光伏設(shè)備行業(yè)發(fā)展

光伏發(fā)電前景廣闊，2050年裝機量將超過14000GW。世界各國積極推動能源轉(zhuǎn)型，可再生能源發(fā)電大有可為。根據(jù) IRENA發(fā)布的《World Enegry Transitions Outlook 2022》，預(yù)計光伏發(fā)電量占全球總發(fā)電量比例將持續(xù)提升，有望在 2030年、2050年分別達到19%、29%；與此同時，光伏裝機量將節(jié)節(jié)攀升，預(yù)計2030年、2050年光伏裝機量有望分別 超過5200GW、14000GW。而根據(jù)IEA數(shù)據(jù)，截至2021年全球累計裝機量達到942GW，據(jù)此判斷未來近30年間，光伏 行業(yè)仍具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

光伏裝機量持續(xù)攀升，帶動光伏設(shè)備需求增長。雙碳背景下光伏產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，根據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年1- 12月光伏新增裝機87.41GW，同比增長59.3%。光伏設(shè)備直接需求來自于下游擴產(chǎn)，隨著裝機量的增長，光伏硅料、 硅片、電池片、組件等需求持續(xù)增長，因而下游需要進行資本開支擴充產(chǎn)能滿足裝機需求，釋放增量設(shè)備需求。 硅料降價，有望帶動下游放量。2022年11月以來，上游硅料價格開始松動并迅速降價，根據(jù)PV Infolink數(shù)據(jù)，多晶硅 致密料均價從2022年11月16日的303元/kg快速下降至2023年1月18日的150元/kg，近期價格有所反彈，但是整體而言， 2023年硅料價格將同比顯著下降，有望拉動終端裝機需求提升，進而帶動設(shè)備需求增長。

技術(shù)迭代不停，設(shè)備投資機會不歇。降本增效是光伏行業(yè)向前發(fā)展的主題，如何實現(xiàn)單瓦發(fā)電成本的最優(yōu)化是光伏企 業(yè)持續(xù)為之奮斗的方向。我們以晶硅光伏電池產(chǎn)業(yè)鏈為例進行說明，其降低光伏成本的方式主要包括：1）硅片做大攤 薄成本；2）硅片切薄攤薄成本；3）電池片的轉(zhuǎn)換效率提升提高發(fā)電量從而攤薄成本；4）新的組件技術(shù)發(fā)展提升發(fā)電 量、降低耗材使用量攤薄成本；5）各環(huán)節(jié)設(shè)備、材料的國產(chǎn)化降低成本等。而目前最重要的技術(shù)變化則是高效電池擴 產(chǎn)帶來的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)革新，涉及硅片、電池片、組件等各個環(huán)節(jié)。技術(shù)革新不僅有利于刺激新的擴產(chǎn)需求，還有望加 速實現(xiàn)原有產(chǎn)能中設(shè)備的更新替換，帶來相應(yīng)的光伏設(shè)備需求。

二、晶硅電池：受益技術(shù)迭代與國內(nèi)外擴產(chǎn)，晶硅設(shè)備需求保持高景氣

2.1、晶硅技術(shù)迭代路徑

2.1.1、硅片環(huán)節(jié)：長晶與切片為核心工藝環(huán)節(jié)，“大尺寸”、“薄片化”、“N型”趨勢明確

當工業(yè)硅經(jīng)過提純后，形成達到太陽能級質(zhì)量標準的硅料，根據(jù)產(chǎn)業(yè)需要用于制備單晶硅、多晶硅，分別應(yīng)用于單晶 電池和多晶電池的生產(chǎn)。制備硅片主要包括長晶、截斷切方、切片、測試分選四個環(huán)節(jié)。其中，長晶與切片為核心環(huán) 節(jié)。單晶硅棒的制備由多晶硅料通過直拉法或者區(qū)熔法制成；鑄錠法制備單晶硅指采用類似于鑄造多晶硅的工藝制備 單晶硅，目前采用該工藝制備單晶硅片的占比仍然較小。

硅片環(huán)節(jié)最重要的變化趨勢包括“大尺寸”、“薄片化”、“N型”。 2018年至今，硅片尺寸迭代加速驅(qū)動新一輪設(shè)備投資。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，2021年182mm和210mm尺寸合計占比由2020年的4.5%迅速增長 至45%，預(yù)計未來其占比仍將快速擴大。由于設(shè)備兼容尺寸存在一定限制，因此向210mm尺寸切換過程中釋放了大量新設(shè)備需求，顯 著加速了設(shè)備更新。 薄片化趨勢明確，產(chǎn)業(yè)端持續(xù)推進。薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但會影響碎片率。目前切片工藝完全能滿足薄片化的需要， 但硅片厚度還要滿足下游電池片、組件制造端的需求。

N型單晶硅片是實現(xiàn)高效率太陽電池的理想材料，滲透率有望持續(xù)提升。N型單晶硅具有雜質(zhì)少、純度高、少子壽命少、無晶界位錯缺 陷以及電阻率容易控制等材料優(yōu)勢，是制備光伏電池的優(yōu)質(zhì)材料。在相同金屬雜質(zhì)污染情況下，N型電池表面復(fù)合速率低，少子壽命 比P型電池高出1-2個數(shù)量級，因而同等光照條件下，轉(zhuǎn)換效率更高。此外，由于N型電池是硅片基底摻磷，沒有P型電池硅片基底硼-氧 對形成復(fù)合中心的損失，因此電池幾乎沒有光致衰減。整體而言，相較于P型電池，N型電池在全生命周期的發(fā)電量至少會高出3%。

2.1.2、電池片環(huán)節(jié)：高效電池產(chǎn)業(yè)化進一步加速

晶體硅太陽電池占據(jù)太陽電池份額約95%，是目前產(chǎn)業(yè)化水平與可靠 性最高的光伏電池類型。目前晶體硅電池正由2.5時代向3.0時代前行。 ①第一代（2005年~2018年）常規(guī)P型電池：2020年，傳統(tǒng)BSF電池 （鋁背場電池）市占率已降至8.8%，基本面臨淘汰。

②第二代（2016年~至今）PERC與PERC+電池：2016年前后，隨著 PERC電池產(chǎn)業(yè)接受度的爆發(fā)，行業(yè)進入2.0時代。PERC電池在傳統(tǒng) 鋁背場工藝基礎(chǔ)上增加了背鈍化與激光開槽。更進一步，在PERC基 礎(chǔ)上，以擴散后的PSG層為磷源，利用激光的可選擇性加熱的優(yōu)勢， 對正表面進行二次摻雜（磷），從而形成選擇性重摻的N++層。SE技 術(shù)的引入使得PERC電池進一步升級為PERC+，開啟2.5時代并延續(xù) 至今?，F(xiàn)階段PERC+電池產(chǎn)業(yè)化配套成熟，量產(chǎn)線轉(zhuǎn)換效率達到 23.0%~23.2%左右。另一方面，其也逐步逼近量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率上限，行 業(yè)開始探尋下一代高效晶硅太陽電池。

③第三代（正在開啟規(guī)模產(chǎn)業(yè)化）TOPCon、HJT、xBC等高效電池： 一方面，基于對于更高轉(zhuǎn)換效率的不斷追求，N型電池將逐步開始替 代P型電池，P型電池擴散磷形成N+/P結(jié)構(gòu)，雖然擴散工藝簡單但是 面臨轉(zhuǎn)換效率上限較低的問題；N型電池擴散硼形成P+/N結(jié)構(gòu)，具有 高少子壽命、無光致衰減的優(yōu)點。N型電池代表包括TOPCon、HJT等。 與此同時，業(yè)內(nèi)仍有眾多玩家嘗試xBC電池，通過改變電池結(jié)構(gòu)實現(xiàn) 效率提升，P型和N型xBC電池也正在積極走向規(guī)?；慨a(chǎn)。

2.1.3、組件環(huán)節(jié)：大硅片加速設(shè)備更新，高效電池推動需求變革

組件生產(chǎn)是將電池片和其他原材料組裝成光伏組件的過程。電池片經(jīng)過劃片工序預(yù)分片后通過串焊與互聯(lián)條焊接形成電池串，再 用匯流帶將電池串連接形成組件串，然后將組件串、玻璃、切割好的EVA和背板進行層疊鋪設(shè)，經(jīng)過層壓、削邊、裝框、安裝接 線盒、硅膠固化、表面清潔、安規(guī)/EL/測試、外觀檢驗、包裝等工序形成組件。其中串焊和層壓工序為組件生產(chǎn)過程中較為關(guān)鍵 的環(huán)節(jié)，對應(yīng)的設(shè)備分別為串焊機和層壓機。 組件設(shè)備投資額約6200萬元/GW，串焊機占比約35%。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，2021年新投組件產(chǎn)線設(shè)備投資額約6200萬元/GW；在組件 設(shè)備的價值構(gòu)成中，串焊機價值量較高，單GW價值量通常超過2000萬元，占比約35%，層壓機價值量占比約20%，自動化生產(chǎn) 線及其他設(shè)備價值量占比約45%。

組件環(huán)節(jié)擴產(chǎn)需求來自于：①光伏行業(yè)自身的高成長性；②大尺寸滲透率的快速提升；③薄片化對于自動化設(shè)備的新 要求；④電池金屬化實現(xiàn)方法的升級，主要影響串焊機等環(huán)節(jié)；⑤電池技術(shù)路線的多樣性。 大尺寸與設(shè)備兼容性：在大硅片快速滲透的背景之下，大尺寸高功率組件發(fā)展迅猛，由于設(shè)備的不兼容性，2020~2021 年行業(yè)擴產(chǎn)的重要驅(qū)動力即來自于大尺寸設(shè)備對于小尺寸的替代。根據(jù)PV infoLink的統(tǒng)計，2021年年底具備大尺寸高 功率組件生產(chǎn)能力的組件企業(yè)超過50家，2022年大尺寸組件市占率將接近80%。 薄片化對于組件自動化產(chǎn)線提出新要求：薄片化可以降低硅片成本，但是也會一定程度影響到碎片率。目前TOPCon電 池N型硅片平均厚度為165μm，HJT約為150μm，IBC約為130μm，薄片化趨勢對于組件端自動化產(chǎn)線設(shè)備提出新要求。

展望未來，高效電池片技術(shù)革新催生新的組件設(shè)備需求。以串焊環(huán)節(jié)為例，不同高效電池結(jié)構(gòu)、工藝存在差異，串焊 工藝需匹配進行調(diào)整。TOPCon電池方面，常規(guī)設(shè)備可兼容TOPCon串焊，若采用SMBB工藝則需要升級為SMBB串焊 機。HJT電池方面，為保持電池片電學(xué)性能、保護膜層，HJT串焊機需通過定制化改造以適應(yīng)低溫工藝，微晶硅替代 非晶硅后可采用300℃以上的中溫焊接，降低串焊難度；此外也可采用SmartWire無主柵串焊技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)串焊工藝。 xBC電池方面，電池改為背接觸結(jié)構(gòu)，串焊工藝需改為單面焊接，常規(guī)串焊機無法兼容，需更換xBC串焊機。

2.2、晶硅電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)擴產(chǎn)分析

2.2.1、各環(huán)節(jié)擴產(chǎn)判斷

光伏晶硅路線-硅料環(huán)節(jié)：2022年光伏硅料行業(yè)擴產(chǎn)大超預(yù)期，產(chǎn)量亦有大幅提升。預(yù)計2022年年底，國產(chǎn)硅料產(chǎn)量將上升至78 萬噸、進口產(chǎn)量約10萬噸，產(chǎn)量合計88萬噸左右，換算為GW單位約為264GW左右。根據(jù)CEA的統(tǒng)計預(yù)測，2023年光伏硅料產(chǎn)能 將迅速攀升至536GW（折合約214萬噸），而當年的預(yù)期光伏新增裝機量約為330~360GW，階段性的供給冗余難以避免。隨著供 給端產(chǎn)能釋放的加速，預(yù)計2022年全年堅挺的硅料價格或?qū)⒂?023年開始松動。從公開信息統(tǒng)計來看，2023年擬擴產(chǎn)規(guī)模仍超過 100萬噸，實際落地率將與行業(yè)盈利性具有較高關(guān)聯(lián)性。

光伏晶硅路線-硅片環(huán)節(jié)：2022年光伏硅片計劃擴產(chǎn)規(guī)模超過200GW，而2021年擴產(chǎn)150GW，2021年年末產(chǎn)能達到400GW以上。影響硅片行 業(yè)擴產(chǎn)景氣度的因素主要包括：①上游多晶硅原材料價格；②硅片企業(yè)自身盈利性；③新老玩家在行業(yè)大擴產(chǎn)背景下預(yù)期市占率的考量等。2023年待擴產(chǎn)硅片規(guī)模仍然超200GW，考慮到2023年硅料價格松動預(yù)期，支撐行業(yè)進一步擴產(chǎn)的動力將更偏向于新老玩家在中長 期維度自身市占率的考量以及落后產(chǎn)能升級需求。從存量更新維度，我們認為年均80~100GW左右的設(shè)備更換需求是較為合理的預(yù)測值，疊加新建產(chǎn)能需求，整體來看硅片環(huán)節(jié)的擴產(chǎn)仍將維持相對高位。

2.2.2、海外需求興起

2022年海外直接客戶訂單上升趨勢明顯。過去光伏設(shè)備海外訂單主要來自于國內(nèi)企業(yè)出海，但2022年以來，印度、歐 洲等海外直接客戶占比明顯提升。其背后驅(qū)動因素包括：①美國、印度等國加強光伏制造本土化；②地緣政治影響沖 擊歐洲能源結(jié)構(gòu)，加強可再生能源布局擺脫傳統(tǒng)能源進口依賴。全球?qū)τ诳稍偕茉?，尤其是光伏?yīng)用前景愈發(fā)重視， 對于具有全球競爭力的國內(nèi)光伏設(shè)備供應(yīng)商而言，未來“設(shè)備出海”邏輯將得到持續(xù)強化。

三、薄膜電池：鈣鈦礦電池量產(chǎn)將實現(xiàn)0到1跨越

3.1、鈣鈦礦電池具有效率和成本兩大優(yōu)勢，行業(yè)前景可期

鈣鈦礦是一類具有ABX3分子結(jié)構(gòu)的晶體總稱，可用于制備鈣鈦礦太陽能電池。此類氧化物最早被發(fā)現(xiàn)于鈣鈦礦石中的 鈦酸鈣化合物（CaTiO3），因此而得名，其英文名依據(jù)俄羅斯礦物學(xué)家Lev Perovski名字命名為Perovskite。鈣鈦礦分子 通式ABX3中，A位離子為大半徑陽離子，B位離子為小半徑陽離子，X位離子為鹵素陰離子。根據(jù)材料組分區(qū)別，可以 將鈣鈦礦材料大致分為三類：（1）復(fù)合金屬氧化物、（2）有機雜化鈣鈦礦、（3）無機鹵素鈣鈦礦。后兩類材料通常 都包含鹵素陰離子，適用于各類光電器件領(lǐng)域，其中有機雜化鈣鈦礦是鈣鈦礦太陽能電池中使用最多的光活性層材料。

鈣鈦礦電池的優(yōu)勢主要包括高光吸收系數(shù)、高缺陷容忍度、帶隙可調(diào)、制備工藝多樣、具有透光性可做疊層等。一方 面，理論上，晶硅單結(jié)電池極限效率為29.4%，而單結(jié)鈣鈦礦電池可達到33%左右，鈣鈦礦疊層電池則可達44%以上。 另一方面，實驗室數(shù)據(jù)來看，1954年5月，美國貝爾實驗室開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池以來，目前世界紀錄 為隆基創(chuàng)造的26.81%。而自2009年日本科學(xué)家Miyasaka制備3.8%的單結(jié)太陽能電池起，經(jīng)過十余年發(fā)展，2021年單結(jié) 鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達到25.7%；2022年12月HZB科學(xué)家最新研發(fā)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池光電效率達到 32.5%，創(chuàng)下全新世界紀錄；2022年12月全鈣鈦礦疊層電池效率世界紀錄已經(jīng)達到29.0%。

不同于晶硅路線要經(jīng)歷硅料、硅片、電池片、組件四個環(huán)節(jié)方可制備晶硅組件，鈣鈦礦組件制備只需要單一工廠，且 生產(chǎn)過程耗時較晶硅大幅縮短，能耗也大為降低。 成熟狀態(tài)下，GW級量產(chǎn)后，鈣鈦礦太陽能電池/組件設(shè)備投資與單瓦成本都將顯著低于晶硅路線。投資成本：光伏領(lǐng) 域不同規(guī)模產(chǎn)能的成本差異較大，隨著產(chǎn)線產(chǎn)能的提高，平均建設(shè)成本將顯著降低。目前纖納光電運行的20MW產(chǎn)線 投資額為5050萬元，新建的100MW產(chǎn)線投資額為1.21億元，產(chǎn)能提升至原先5倍，投資額僅提升至原投資額的2.4倍。 根據(jù)協(xié)鑫光電的估計，5-10GW級量產(chǎn)鈣鈦礦電池投資額約為5億元/GW。與之相比，晶硅設(shè)備投資包括硅料設(shè)備、硅 片設(shè)備、電池與組件設(shè)備，整套產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備投資額達到9.6億元/GW左右。

3.2、多方巨頭入場鈣鈦礦，產(chǎn)業(yè)端、資本端熱度提升

2021年以來鈣鈦礦一級市場投資持續(xù)火熱，多方巨頭入場鈣鈦礦。騰訊、碧桂園及寧德時代跨界投資鈣鈦礦，①2020年寧德時代 董事長曾毓群通過控股子公司瑞庭投資參投協(xié)鑫光電pre-A輪融資，瑞庭投資持股協(xié)鑫光電約0.13%，此外，曾毓群于2022年5月5 日在業(yè)績說明會上稱，公司鈣鈦礦光伏電池研究進展順利，正在搭建中試線；②騰訊于2022年參投協(xié)鑫光電B輪融資，持股5.97%； ③碧桂園于2021年參投極電光能、2022年參投無限光能。與此同時，眾多專業(yè)投資機構(gòu)助力鈣鈦礦電池企業(yè)融資，如招銀國際和 杭開集團領(lǐng)投纖納光電D輪融資，淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本三家聯(lián)合領(lǐng)投協(xié)鑫光電B+輪融資等。在資本的助力下，行業(yè)有望得到更多人才、團隊的加盟，促進技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展。

鈣鈦礦電池正在加快產(chǎn)業(yè)化探索，2023年龍頭玩家有望率先開啟GW級設(shè)備招標，鈣鈦礦行業(yè)量產(chǎn)真正從0向1邁進。 從當下時點來看，據(jù)不完整統(tǒng)計，行業(yè)中至少已有協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能3條百兆瓦級單結(jié)鈣鈦礦產(chǎn)線投產(chǎn)， 諸多企業(yè)中試線在建，同時也有諸多企業(yè)進行GW級別產(chǎn)線規(guī)劃，且行業(yè)在資本+技術(shù)雙重助力下有望加速發(fā)展，吸引 更多玩家入場布局，我們對鈣鈦礦電池的量產(chǎn)落地進程保持樂觀。

2023年龍頭玩家有望率先開啟GW級設(shè)備招標，鈣鈦礦行業(yè)量產(chǎn)真正從0向1邁進。根據(jù)下游廠商的規(guī)劃，部分龍頭企 業(yè)預(yù)計在2024年實現(xiàn)GW級鈣鈦礦電池產(chǎn)線投產(chǎn)，考慮到設(shè)備生產(chǎn)、進場安裝調(diào)試等時間節(jié)奏，判斷2023年會陸續(xù)看 到GW級別設(shè)備的招標。根據(jù)我們的統(tǒng)計，預(yù)計2023年至少有3條GW級產(chǎn)線開啟設(shè)備招標，且考慮到多條百兆瓦級產(chǎn) 線規(guī)劃進度，我們預(yù)計全年設(shè)備招標量有望超過4GW。

我們認為GW級產(chǎn)線建設(shè)具有重要意義，標志著鈣鈦礦行業(yè)真正從0到1走向GW級量產(chǎn)時代。對于鈣鈦礦電池企業(yè)來 說，GW級設(shè)備招標彰顯出其堅定擴產(chǎn)的決心，說明其技術(shù)、工藝或已有能力支撐GW級別產(chǎn)線的建設(shè)；對于設(shè)備供應(yīng) 商來說，GW級設(shè)備供應(yīng)商的選定可以側(cè)面印證設(shè)備企業(yè)在鈣鈦礦領(lǐng)域的技術(shù)實力及量產(chǎn)制造能力，在率先開啟的量 產(chǎn)設(shè)備招標中，不同設(shè)備廠家的份額情況值得持續(xù)跟蹤，行業(yè)競爭格局將逐漸清晰。此外，目前鈣鈦礦電池各個膜層 的材料選擇以及膜層制備工藝仍存在不同方案之間的競爭，GW級別招標的選擇反映的是頭部領(lǐng)先企業(yè)的方案選擇， 或?qū)α慨a(chǎn)工藝形成顯著影響

3.3、穩(wěn)定性“問題”不會限制鈣鈦礦電池的推廣

目前市場上關(guān)于鈣鈦礦的商業(yè)化運用仍有疑慮，主要集中在對于鈣鈦礦穩(wěn)定性的質(zhì)疑。認為鈣鈦礦材料易分解，組件 難以保持長期穩(wěn)定的儲存與工作，進而認為鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化運用仍需一段時間。我們認為隨著實驗室研發(fā) 與產(chǎn)業(yè)的快速推進，鈣鈦礦穩(wěn)定性“問題”不會限制鈣鈦礦電池的推廣，并從以下兩個維度來闡述。

①理論維度：針對穩(wěn)定性問題逐一擊破，已有多種解決方案 。針對鈣鈦礦材料自身穩(wěn)定性不佳，易受環(huán)境、界面因素影響造成效率下降的問題，從改善材料配比、鈍化缺陷、優(yōu)化 封裝、改善界面等多個角度已有解決方案。且鈣鈦礦材料對雜質(zhì)容忍度遠高于晶硅，可以避免晶硅上常見的LID、PID 和LeTID等衰減。 ②實踐維度：實驗室器件穩(wěn)定性快速提升，產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進 。實驗室層面，已經(jīng)實現(xiàn)連續(xù)強光照射9000小時不衰減。產(chǎn)業(yè)層面，已有廠商組件提供12年產(chǎn)品材料與工藝質(zhì)保，25年 線性功率輸出質(zhì)保。

3.4、產(chǎn)業(yè)升級，設(shè)備先行

鈣鈦礦電池通常包括透明導(dǎo)電基底、電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層（HTL）、金屬電極。其中， 電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層（HTL）為制備工藝的核心環(huán)節(jié)，最核心環(huán)節(jié)即鈣鈦礦吸光層的制 備。透明導(dǎo)電基底層可外采導(dǎo)電玻璃或柔性片；金屬電極可以通過使用金屬真空蒸鍍獲得。 干法鍍膜設(shè)備（含PVD、RPD、ALD）、涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備為鈣鈦礦電池制備四大設(shè)備。其中，干法鍍 膜設(shè)備（含PVD、RPD、ALD）、涂布、激光設(shè)備價值占比分別約50%、20%、10%。結(jié)晶設(shè)備通常為電池企業(yè)自主設(shè) 計制造。

干法鍍膜（含PVD、RPD、ALD）設(shè)備：應(yīng)用于制備陽極緩沖層、陰極緩沖層、背電極。 國內(nèi)鈣鈦礦領(lǐng)域干法鍍膜設(shè)備供應(yīng)商包括京山輕機、捷佳偉創(chuàng)、奧聯(lián)電子、欣奕華、微導(dǎo)納米、奧來德、宏大真空等。2021年5月，晟 成與協(xié)鑫光電鈣鈦礦疊層電池技術(shù)合作開發(fā)協(xié)議簽約儀式在昆山舉行。雙方約定在晟成建立異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦疊層電池實驗線，協(xié)鑫光電 提供鈣鈦礦電池的工藝技術(shù)，晟成提供工藝設(shè)備及組件封裝設(shè)備，晟成根據(jù)工藝需求開發(fā)出異質(zhì)結(jié)及鈣鈦礦電池的核心制造設(shè)備。晟 成的光伏鈣鈦礦電池團簇型多腔式蒸鍍設(shè)備實現(xiàn)量產(chǎn)，并成功應(yīng)用于多個客戶端，其為鈣鈦礦電池制備過程中鈣鈦礦材料及金屬電極 材料的蒸鍍設(shè)備。2022年8月，華中科技大學(xué)微納中心陳蓉教授團隊與蘇州晟成光伏設(shè)備有限公司在蘇州簽訂技術(shù)戰(zhàn)略合作協(xié)議，在光 伏原子鍍膜技術(shù)合作上建立長期深層次的全面戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，進行光伏原子鍍膜技術(shù)開發(fā)，將新型鍍膜技術(shù)應(yīng)用至光伏市場。

激光設(shè)備：應(yīng)用于串聯(lián)電池等，主要包括激光膜切與激光清邊。鈣鈦礦電池制備過程中，激光膜切指利用激光工藝刻劃P1、P2、 P3層，阻斷導(dǎo)電，從而形成單個模塊。（a）導(dǎo)電玻璃刻蝕時，保證刻蝕線寬和刻蝕線間距的準確性，不損傷基板玻璃；（b）刻 蝕鈣鈦礦吸光層時，要求激光刻蝕線寬和激光刻蝕線間距準確，不傷P1層的FTO；（c）蝕刻P3銀漿層、鍍金層或碳粉層時，確 保激光蝕刻干凈，激光蝕刻線寬和激光蝕刻線間距準確，蝕刻過程中不會損傷P2層。激光清邊指利用激光工藝將電池邊緣的各 層沉積膜清除掉。

國內(nèi)鈣鈦礦電池激光設(shè)備供應(yīng)商主要包括大族激光、德龍激光、杰普特、邁為股份、海目星、帝爾激光等。杰普特已有產(chǎn)品應(yīng)用 于鈣鈦礦電池。其研發(fā)的柔性鈣鈦礦膜切設(shè)備主要用于柔性鈣鈦礦薄膜切割，運用優(yōu)化的超短脈沖激光工藝，通過高精度視覺定 位、運動控制及光束整形技術(shù)，有效降低了鈣鈦礦薄膜電池死區(qū)寬度，使得鈣鈦礦太陽能電池生產(chǎn)效率進一步提升。2021年8月 杰普特為大正微納定制的全球首套柔性鈣鈦礦膜切設(shè)備通過驗收并正式投入使用。

四、隨想：競爭格局將如何演化？

光伏行業(yè)在當下晶硅占絕對主流的時代，我國憑借資源優(yōu)勢、制造優(yōu)勢，供應(yīng)了全球大部分的光伏組件。根據(jù)CPIA數(shù) 據(jù)，從組件產(chǎn)業(yè)布局來看，2021年中國大陸產(chǎn)能達到359.1GW，約占全球總產(chǎn)能的77.2%；產(chǎn)量達到181.8GW，約占 全球總產(chǎn)量的82.3%。 展望未來，當薄膜或者疊層時代到來的時候，挑戰(zhàn)與機遇并存。（1）挑戰(zhàn)來自薄膜或者疊層電池更加依賴的是新材 料技術(shù)、大面積鍍膜工藝等，資源稟賦的約束有限，全球光伏與光伏設(shè)備的競爭格局都可能被重塑，因為發(fā)達國家在 新材料方面的研發(fā)進度更加領(lǐng)先，在面板鍍膜設(shè)備方面遙遙領(lǐng)先，而面板鍍膜設(shè)備匹配大面積特征，只不過現(xiàn)階段用 在光伏領(lǐng)域會讓設(shè)備投入過高。（2）機遇來自薄膜或者疊層電池經(jīng)濟性會大幅增加，組件成本甚至有機會降至0.5元 /W以下，那么光伏終端需求會被進一步激發(fā)，年度新增產(chǎn)能有望快速增長。

如何保持領(lǐng)導(dǎo)地位？我國企業(yè)如果能夠利用好在晶硅時代積累的大量人才優(yōu)勢，以及在薄膜或者疊層中試線與量產(chǎn)線 落地的先發(fā)時間窗口優(yōu)勢，通過核心零部件國產(chǎn)化實現(xiàn)大面積鍍膜設(shè)備的大幅降價與鍍膜良率提升，通過鈣鈦礦配方 的改進，以及透明導(dǎo)電玻璃與膠膜等材料的迭代，實現(xiàn)鈣鈦礦量產(chǎn)落地和量產(chǎn)經(jīng)濟性，那么不僅可以繼續(xù)在薄膜或者 疊層時代保持領(lǐng)導(dǎo)地位，還有助于實現(xiàn)面板鍍膜設(shè)備的進口替代，可謂一舉兩得。

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精選報告來源：【未來智庫】

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