电力设备行业钙钛矿系列研究(一)：钙钛矿的机遇与挑战

　　核心观点
　　为什么我们认为当前时点需要关注钙钛矿电池技术？
　　钙钛矿因有更好的光电性能、良好的弱光效应、有望实现更低成本、可以与晶硅电池叠层进一步实现效率突破以及多场景应用而有望成为未来电池发展的方向。TOPCon 和HJT 的量产效率已经分别实现了约25.7%和25.5%的效率，逐渐逼近理论效率极限，而钙钛矿凭借优异的光电特性、高吸收系数、长激子扩散距离、高载流子迁移率、低激子结合能等优点有望成为光伏电池的未来发展方向。同时钙钛矿相比较晶硅电池弱光性能较好，在冬季同等条件下可以比晶硅组件多发电9.3%，进而提高组件效率。此外，钙钛矿在当前量产效率下理论成本可以实现1 元/W，我们认为随着效率和产线规模的提升钙钛矿单w 成本可以进一步得到降低。另外钙钛矿可以和晶硅电池叠层以实现更高效率的突破，并且可以灵活应用于BIPV、可穿戴设备等场景。
　　镀膜、激光刻蚀和封装是三大核心工艺环节。镀膜阶段要制备均匀、无孔洞的钙钛矿层薄膜。目前国内钙钛矿主要的三家企业协鑫光电、极电光能以及纤纳光电分别采用狭缝涂布、原位固膜以及溶液打印技术进行钙钛矿层的镀膜。激光干刻阶段，通过多道激光刻蚀构建钙钛矿电池中的电路结构，把多个钙钛矿电池单元串联成组件，主要有P1-P3 激光划线和、P4 清边四道工艺。钙钛矿封装采用玻璃覆盖电池，胶膜作为底部和顶部的封装剂，丁基胶作为边缘密封。
　　目前产业化面临的挑战有哪些？
　　钙钛矿电池的黄金三角为效率、稳定性与成本。我们认为目前钙钛矿进入产业化应用需要解决大面积钙钛矿薄膜制备、长期稳定性以及降低成本等问题。
　　大面积制备时需要保证镀膜质量并且减少激光死区面积：钙钛矿在大面积成膜时导致的薄膜产生位错、间歇缺陷，产生较多的晶界，形成复合，因此工艺放大过程中获得大面积、高质量的钙钛矿薄膜仍有工艺和技术难题需要突破。同时在激光划线过程中，为了实现更高的电池效率，死区需要尽可能小。
　　钙钛矿稳定性与组件长周期运行：钙钛矿材料稳定性差，在潮湿和光照的环境下易发生分解，需要采用合适的封装等手段解决稳定性。另外，虽然部分钙钛矿电池组件已经通过IEC61215 标准测试，但是仍然需要做全寿命的加速老化实验以验证其可以实现长周期运行。
　　效率仍较低影响组件成本与电站经济性：当前中试线若产能拉满，钙钛矿组件成本可以实现1.5 元/W，相比较当前晶硅组件成本仍然有较大的改善空间。同时也因为效率较低等原因，实现同样功率的钙钛矿电站需要更多的建筑、安装等成本，当前电站经济性仍然较低。
　　投资建议
　　1） 建议关注布局钙钛矿电池技术的企业：协鑫科技（控股协鑫光电）2） 建议关注受益于钙钛矿GW 线建设的设备厂商：曼恩斯特、杰普特、德龙激光、京山轻机等
　　3） 建议关注未来将受益于钙钛矿批量出货后产品放量的辅材企业：金晶科技、福斯特等。
　　风险提示
　　钙钛矿研发进展不及预期、下游需求不及预期、市场竞争加剧
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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