機(jī)械設(shè)備行業(yè)：鈣鈦礦專(zhuān)題：商業(yè)化進(jìn)程加速 關(guān)注設(shè)備投資機(jī)會(huì)

 

      ⑴鈣鈦礦：第三代太陽(yáng)能電池，商業(yè)化進(jìn)程有望提速鈣鈦礦是具有革命性的新材料。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體（具有ABX3 的化學(xué)通式）作為吸光材料的太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦電池具有效率上限高、成本低、可疊層、柔性四大優(yōu)勢(shì)，是具有革命性的新材料。

 

      效率、穩(wěn)定性為商業(yè)化核心因素，正處于快速改善階段。效率方面，鈣鈦礦（小面積）實(shí)驗(yàn)室效率提升迅速，已經(jīng)遠(yuǎn)超晶硅電池極限效率；大面積鈣鈦礦生產(chǎn)線轉(zhuǎn)化效率亦有望持續(xù)提升，協(xié)鑫光電規(guī)劃自身組件效率于2023 年達(dá)18%；于2024 年達(dá)20%；于2025 年達(dá)22%。

 

      穩(wěn)定性方面，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究中，最大光功率輸出點(diǎn)MPP 處的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)幾千個(gè)小時(shí)；纖納光電α組件已順利通過(guò)IEC61215、IEC61730 穩(wěn)定性全體系認(rèn)證，可在雙85 測(cè)試下工作1000小時(shí)。

 

      鈣鈦礦商業(yè)化進(jìn)程提速。截至目前，國(guó)內(nèi)已有三條百兆瓦級(jí)別的鈣鈦礦光伏組件產(chǎn)線建成（協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能），多條百兆瓦產(chǎn)線、GW 級(jí)產(chǎn)線正在推進(jìn)中。根據(jù)我們的不完全統(tǒng)計(jì)，2022 年鈣鈦礦產(chǎn)能約為0.47GW，2023/2024 年有望達(dá)到1.16/4.47GW。在技術(shù)與資本的雙重推進(jìn)下，我們認(rèn)為多條GW 級(jí)別生產(chǎn)線有望于2023 年招標(biāo)，2-3 年內(nèi)落地。

 

      ⑵單節(jié)鈣鈦礦電池：建議優(yōu)先關(guān)注鍍膜、涂布設(shè)備以協(xié)鑫光電100MW 生產(chǎn)線為例，單節(jié)鈣鈦礦生產(chǎn)線主要設(shè)備包括PVD 設(shè)備、涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備。具體的生產(chǎn)流程為：陽(yáng)極緩沖層——激光P1——鈣鈦礦涂布——陰極緩沖層——激光P2——背電極——激光P3——激光P4——封裝設(shè)備。

 

      PVD 是鈣鈦礦電池核心設(shè)備，技術(shù)較為成熟，價(jià)值量占比高。PVD（物理氣相沉積）設(shè)備并非新概念，其在半導(dǎo)體&HJT 領(lǐng)域已有應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。鈣鈦礦生產(chǎn)線中，PVD 設(shè)備主要用途為給電子傳輸層、空穴傳輸層以及電極等進(jìn)行鍍膜，因此一條生產(chǎn)線可能需要多套設(shè)備，這使得目前PVD 鍍膜設(shè)備占鈣鈦礦整線的價(jià)值比例高達(dá)50%左右。

 

      涂布設(shè)備主要用于制備鈣鈦礦層，具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。無(wú)接觸的狹縫涂布工藝，可以滿足當(dāng)前鈣鈦礦層物理一致性的要求，且涂布工藝單設(shè)備投資額通常在300-400 萬(wàn)左右，與PVD 設(shè)備相比性價(jià)比較高。

 

      但后道控晶具有一定難度，膜層質(zhì)量（化學(xué)一致性）仍有待提高，因此設(shè)備、工藝均尚需完善。目前上海德滬涂膜市占率達(dá)70%。

 

      激光工藝涉及到整個(gè)鈣鈦礦薄膜電池的制備流程，起分片效果。

 

      加工精度高、適用薄膜材料的激光是實(shí)現(xiàn)電路連接的關(guān)鍵，是整個(gè)鈣鈦礦電池制備的必備環(huán)節(jié)。鈣鈦礦電池需要分別進(jìn)行3 次平行激光刻　　蝕（P1-P3），并完成P4 的清邊，整體價(jià)值量約10~20%。在P1-P3 的刻蝕環(huán)節(jié)，激光實(shí)現(xiàn)切割效果，使材料表面快速被加熱到汽化并形成槽線，從而可以形成阻斷電流導(dǎo)通的單獨(dú)模塊，起分片效果，以實(shí)現(xiàn)增大電壓和串聯(lián)電池的目標(biāo)。

 

      ⑶疊層鈣鈦礦電池：效率優(yōu)勢(shì)明顯，光伏終極解決方案鈣鈦礦/晶硅疊層為晶硅電池進(jìn)一步增效，或?qū)��?huì)成為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的初期路徑。鈣鈦礦/晶硅疊層電池需要將晶硅表面做成鋸齒面，便于鈣鈦礦層吸光�，F(xiàn)有技術(shù)較難實(shí)現(xiàn)在鋸齒面上涂布鈣鈦礦層，因此鈣鈦礦/晶硅疊層電池的鈣鈦礦層需要更多運(yùn)用PVD 鍍膜技術(shù)。

 

      全鈣鈦礦疊層電池理論效率最高，度電成本最低，有望成為產(chǎn)業(yè)化的終極路徑。全鈣鈦礦疊層電池的難度整體不大，主要性能取決于單節(jié)鈣鈦礦電池性能，難點(diǎn)在于由于層數(shù)的增加，需要解決下層均勻度偏差問(wèn)題的累積問(wèn)題，且對(duì)激光刻蝕工藝要求更高。

 

      ⑷建議關(guān)注設(shè)備價(jià)值量較高的鍍膜設(shè)備商京山輕機(jī)、捷佳偉創(chuàng)；依托原有蒸鍍技術(shù)，擬切入鈣鈦礦賽道的奧來(lái)德；提出“材料+裝備+組件”三位一體規(guī)劃的奧聯(lián)電子；激光設(shè)備商大族激光、杰普特、帝爾激光。