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晶硅作為第一代電池技術,經過幾十年的蓬勃發展,是目前最成熟的光伏技術。
但研發效率逐漸接近其理論極限,進步空間相對有限。在第二代薄膜電池量產表現不佳的情況下,以鈣鈦礦為主的第三代光伏技術憑借突出的理論效率受到廣泛關注。目前鈣鈦礦正處于逐步從科研向產業化嘗試的階段,其轉化效率在快速提高,不過產業化還需要解決產品壽命、大面積制備等核心問題。
鈣鈦礦產業探索加快。晶硅電池作為第一代太陽能技術,經過幾十年的發展,已成為主流技術,占比近95%。但其研發效率(26.81%)比較接近理論極限(29.4%),未來進步空間相對有限。第二代薄膜電池具有理論上的性價比,但效率與量產表現不佳。鈣鈦礦電池理論優勢突出,受到廣泛關注。目前鈣鈦礦電池研發效率在快速提高并已逼近晶硅電池,近幾年多個百兆瓦級產線陸續投產,其產業化嘗試在明顯加快。
鈣鈦礦理論效率及理論成本優勢明顯,但需要解決大面積制備與產品壽命等核心瓶頸。鈣鈦礦吸光層溶液具有可調性,帶隙寬度接近太陽能電池理論極限,單結鈣鈦礦擁有更高的理論效率天花板(33%),且對于缺陷容忍度高,實際研發效率比晶硅和薄膜更容易接近理論效率;且鈣鈦礦疊層后可以實現效率的飛躍(晶硅疊層43%,雙結45%)。同時,鈣鈦礦電池結構簡單,理論的設備成本低;鈣鈦礦溶液雜質容忍度高、用量少、容易獲得,理論上的原料成本也更低。但目前產業化膜層均勻性難以保證、電池死區不可避免,讓大面積制備的鈣鈦礦效率損失嚴重;同時,離子鍵結構的鈣鈦礦溶液易分解、對外界干擾敏感,鈣鈦礦電池/組件容易衰減,產品壽命遠弱于晶硅電池。
除了單結鈣鈦礦電池的研究,業界也在探索采用鈣鈦礦-HJT 疊層電池結構。
如果核心問題獲得突破,相關環節將受益。行業的核心突擊方向圍繞以上幾個核心瓶頸展開,需要各方參與者共同推動:1)鈣鈦礦廠商:通過改善溶液配方及電池結構可以提高電池穩定性與效率,目前尚無明確方案,穩定、高效的溶液配方可能成為領先企業的主要技術壁壘;2)封裝環節:理化性能更好的POE 膠膜與封裝設計提升,能有效避免外界因素干擾提高穩定性;3)TCO 玻璃:大面積制備玻璃基底平整度要求提升;4)設備:鈣鈦礦層的均勻制備是目前主要工藝困難,狹縫涂布設備、蒸鍍設備等不同路線均有嘗試;另外激光設備精度提升可以有效減小死區面積。
投資建議:關注在投入與布局鈣鈦礦的公司:協鑫科技(港股)、隆基綠能、晶澳科技、晶科能源、天合光能、通威股份、東方日升、愛旭股份、中來股份、杭蕭鋼構(建筑);TCO 玻璃:金晶科技(建材);POE 封裝材料:福斯特、賽伍技術、激智科技、海優新材等;鈣鈦礦設備:捷佳偉創(機械聯合)、邁為股份(機械聯合)、帝爾激光(電子)、奧聯電子(汽車)、古鰲科技(計算機)、奧來德(電子)等。
風險提示:鈣鈦礦降本增效不及預期、產業化突破不及預期等。
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轉自機構:招商證券股份有限公司 研究員:游家訓/張偉鑫/蔣國峰
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責任編輯:Rex_05