行业前沿

仁烁光能全钙钛矿叠层电池转换效率达 29%， 经日本JET 第三方认证，仁烁光能团队研发的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率达到 29.0%，打破了团队在今年 6 月创造的28.0%的世界纪录。这次转换效率的突破表明，钙钛矿叠钙钛矿（即全钙钛矿叠层电池）可实现的效率远超单结钙钛矿电池。预计今年仁烁光能的叠层电池实验室效率有望超 30%。同时，公司 150MW 钙钛矿中试线预计在 2023 年三季度投产，在 2024 年实现量产。

钙钛矿材料的性质

(相关资料图)

1.钙钛矿本质上是由很多不同的元素，以特定的排列方式排列而成。不同的元素之间，它们之间会形成一个化学键。钙钛矿和硅本质的不一样，出现在它的材料的种类以及形成的跨界键是不同的，钙钛矿在这里形成的更多的是离子键，也就意味着钙钛矿有离子半导体的这样一种性质。

2.离子类型的半导体意味着正电荷和负电荷不会发生太多的交叠，电子往往局限在不同的一个元素上。每个元素上面的电子都是一个饱和结构，它和周围不会有太强的这样一个共振。因此当缺失这样一个元素的时候，对另外一个元素的影响实际上会很小，就赋予了这类材料有一个非常好的缺陷态的包容性。

3.我们可以把这类半导体比作和食盐类似的这样一种材质。食盐的特性是可以融在水里面，钙带矿也一样；这种特性赋予了钙钛矿一个可容性加工的这样一个优势。

钙钛矿的结构

1. 硅电池主要是在界面层钝化，这个环节有一些改进，就产生了三个不同的技术路线p型和N型。对于钙钛矿来讲，钙钛矿的器件结构改变是非常大的，直接把材料做成一个既可以吸光，同时又可以传电荷的层，会有一个非常好的效率。

2.钙钛矿平面的结构，自下而上分别是一个衬底，这个衬底可以是玻璃，当然也可以是塑料，这个器件就赋予了它一些柔性。往上面走是透明电极，像 ITO 或者是一些银的山线之类的。再往上走就是一个界面层、阴极界面层或阳极界面层。它主要是由一些精纯氧化物、有机半导体构成，是概况通过溶液或气象沉积。又是一个界面层，如果是阴极，你再往上这一层要是阳极，如果底下是阳极，上面这一层就要是阴极。这一层钙钛矿有一个要求，就是它在沉积的时候，不能对底下的钙钛矿有一些破坏。就是一个金属电极，这是它的一个整体的器件结构。在这个基础之上，我还要再提一下组件的这样一个结构，主要是因为钙钛矿和硅电池有一个很大的不同；对于硅电池来讲，它整个器件都是同一个，相当于是相对很多小的像素点通过并联这样去串起来的，所以在这里面，为了避免电荷传输上的一个损失，我们需要沉积一些银栅线来收集电荷。但是对于钙钛矿来讲，通常是通过一些中间相连的结构，把不同的条通过串联串在一起，接着制备这样一个器件，这个器件模组跟这里是相当的。

钙钛矿制备工艺和设备

1.主要设备包括PVD设备、涂布设备、激光设备，封装设备。其中镀膜设备价值量过半，激光设备确定性需求强，封装设备与晶硅电池相比差别不大；最难的当属涂布设备，因为钙钛矿是把卤化物溶液涂在玻璃或者是硅片上，溶液结晶形成光伏的吸光材料。

2. 溶液法-具备低成本优势，效率也高于蒸镀法。

钙钛矿行业发展

未来钙钛矿未必是以组件作为一个核心去卖，主要是因为概况它的一些材料成本，还有就是生产设备成本是远低于晶硅电池，而且经过前期的铺垫，就是技术门槛会逐渐的拉低，也就意味着有可能未来钙钛矿的一个经营模式会变成交钥匙工程，它可能不是直接去买组件，而是直接买一条产线来。一方面解决了地方的一个就业，同时自己也可以以此作为一个经营之道，就一种经营方式去赚一些钱。当然对于任何的产业发展到一个终极的阶段，就是一个产业链的整合，通过上下的一个从材料到设备，到最后的一个组件去整合去卖，这个东西还是非常有可能的。

钙钛矿叠层技术路线

1.叠层的本质主要是从太阳光的这样一个光谱上来说的，太阳光光谱其实是有很多不同的波段的。对于一个单节电池来讲，它有一个带系，这个带系以下的，也就是波长大于带系的，或者波长大于吸收边的。这样一个光子是不能够被器件吸收的，因此造成了一定的损失。

2. 但是对于可以被电池材料吸收的这样一个光子，如果光子的能量是大于带系的，多余的能量也会损失掉。也就意味着只有靠近代系的波段会是被充分利用的，这也就意味着电池它会随带系的变化而产生一个很大的变化。这也是我们太能电池领域里面有一个出名的出名的理论叫 SQ 极限，它出现 SQ 单节器件。

3. SQ 极限的一个根源，也就意味着高能光子吸收之后，它会有一些热耗散损失，相当于像我们跳高一样；叠层电池它就好在它有两个不同的材料，这个材料你可以是硅，可以是概率框，可以是任何东西，只要这两个材料在带系上不一样就可以。这两个材料有一个是宽带系材料，有一个是窄带系材料。对于宽带系材料，它可以吸收光高能光子，产生一个更高的开路电压。对于窄带系的材料来讲，它可以充分利用这种低能的光子，进而去实现这样一个透过损失的降低。把前面具有宽带系的这么一个电池跟后面的一个窄带系电池串联在一起，我们就可以实现对透过损失和热耗散损失的折中这样一个平衡。也就意味着叠层并不一定在材料上有什么区别，只要材料在带系上有区别就可做叠层。

钙钛矿产业化进展

1、钙钛矿电池产业链进展

纤纳光电、协鑫光电等已经建成百MW级成熟产线并实现出货，其他仍有众多新进入者，产业化趋势明显，预计2023年将有GW级项目规划落地。目前量产转换效率可以做到16%，预计2023年能够达到18%。

2、钙钛矿设备技术路线选择

从下游企业看，目前各个膜层的设备选择有所差异，其中PVD确定性及占比较高、其次涂布、RPD、ALD、蒸镀等技术路线具有企业涉及或布局。

钙钛矿主要布局企业

1.$京山轻机(SZ000821)$ ：公司目前已布局PVD、蒸镀、ALD等核心镀膜设备，以及玻璃清洗机、干燥机、封装设备，是目前上市公司中在钙钛矿设备领域布局较为全面的企业之一。其中公司推出的PVD溅射设备已成熟，蒸镀设备也已实现多个客户的出货，此外公司与高校合作开发的空间式ALD设备正在客户端验证，该设备解决了传统ALD设备效率低的问题，有望在电子传输层中实现应用。

2.$奥联电子(SZ300585)$ ：2022年12月9日公司发布公告，与胥明军共同出资设立奥联光能，计划2023年50MW钙钛矿中试线投产，2024年600MW钙钛矿装备和120MW钙钛矿电池组件生产线投产，力争5年内形成 8GW钙钛矿装备和2GW钙钛矿电池组件生产能力。

3.德龙激光：公司推出了针对钙钛矿薄膜太阳能电池生产整段设备，包括P0层激光打标设备，P1、P2、P3激光划线设备，P4激光清边设备及其中一系列自动化设备，目前设备已投入客户量产线使用，率先实现百兆瓦级规模化量产。

4.捷佳伟创：公司2022年实现了PRD设备、蒸镀设备订单的落地，其中PRD设备进展较快，客户反馈良好。此外，公司钙钛矿整线设备的研发已完成，目前正在与下游客户接洽沟通过程中。

5.奥来德：公司立足于现有OLED蒸镀设备及材料的技术积累，正式向钙钛矿光伏电池领域进军。2022年11月公司公告建设钙钛矿蒸镀设备开发项目、有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件开发项目，布局钙钛矿专用蒸镀设备以及空穴传输层材料。

6.$宝馨科技(SZ002514)$ ：公司与西电张春福教授团队合作，开发钙钛矿异质结叠层电池，预计2023年完成试验线的建设，2024年进入中试阶段，5年内会完成钙钛矿异质结电池叠层量产的目标，后续钙钛矿异质结电池叠层技术也将成为公司的发展重点。

以上分析不作为投资建议，新技术新路线总是这个市场最喜欢的东西，个人看好中长线。

关键词： 技术路线 就是一个 转换效率