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Z鏈刀鋒研究組｜胡昌偉 編輯｜LZ

2022年全球科學家密集發(fā)布“鈣鈦礦電池”理論成果，單片鈣鈦礦/TOPCon疊層器件效率達到27.6%，鈣鈦礦-硅疊層光伏電池達到31.3%，中國光伏產業(yè)20多家公司響應參與，這場新的技術革命正改變光伏生態(tài)。

(相關資料圖)

異質結(HJT)【1】、TOPCon【2】是太陽能電池的第三階段，鈣鈦礦-異質結、鈣鈦礦-TOPCon疊層電池【3】是第四階段。

鈣鈦礦電池產業(yè)鏈短于晶硅電池產業(yè)鏈，據“協(xié)鑫納米”披露，100兆瓦單一工廠從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進入，到組件成型，總共只需45分鐘。晶硅則需要硅料、硅片、電池、組件需要四個以上不同工廠生產加工，一片組件完工大概也要三天左右時間?！?】

鈣鈦礦單片組件成本僅為晶硅極限成本50%。在鈣鈦礦單片組件成本結構中，鈣鈦礦占比約5%，玻璃、靶材等占2/3，理論總成本約0.5-0.6 元。

一、鈣鈦礦電池設備供應鏈：

鈣鈦礦電池分為單結鈣鈦礦電池、多結鈣鈦礦電池、疊層電池。鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）當前最高轉換效率25.7%，理論轉化效率可達31%【5】。單結PSCs指只有一個PN結的鈣鈦礦太陽電池，多結PSCs指有多個PN結的鈣鈦礦太陽電池，多結的PSCs光譜吸收效果更好、效率更高，但成本也更高。

供應鏈分為設備和應用。刀鋒研究組對鈣鈦礦電池供應鏈進行了細致梳理，所得出的結論是當下重點仍處在設備層，而且從上游到下游廣泛應用可能在3-5年時間。

第一個設備層是組件結構，中銀證券研究團隊認為在組件的正式平面、反式平面、介孔結構3類結構框中，反式平面結構更適合產業(yè)化。

1.原材料玻璃、靶材：

鈣鈦礦電池上游原材料中提供生產玻璃及封裝材料，代表企業(yè)有亞瑪頓【6】、AGC【7】，靶材企業(yè)有隆華科技【8】。

2.狹縫涂布機：

“狹縫涂布機”【9】是第一個重要設備。國內部分領先鈣鈦礦企業(yè)公開專利數據，主要是狹縫涂布和蒸鍍PVD【10】，而協(xié)鑫光電【11】、纖納光電【12】在刮涂、噴涂上也嘗試布局，此外CVD、絲網印刷工藝屬于少數選擇方向。

當前狹縫涂布機以日韓設備為主，進口商主要有美國nTact、日本東麗工程、韓國三興機械，國產設備商中主要是“德滬涂膜”【13】，這家尚未上市的公司2016年在上海成立，股東是持股80.94%的帝優(yōu)精密、持股9.996%的青島鈣盈合伙企業(yè)及持股9.06%的DELTA EXIM FZC。

德滬涂膜開發(fā)的全球首套用于大面積鈣鈦礦太陽能面板制造的涂膜設備已經通過驗收，技術位居全球頭部。另一家提供涂布、刮涂一體機的眾能光電，同樣是一家未上市的公司。

由蒸鍍、濺射鍍、RPD構成PVD上下傳輸層貫穿全制程，PVD（Physical Vapor Deposition）為物理氣相沉積技術，根據工藝制程的不同，主要分為真空蒸發(fā)鍍、真空濺射鍍、真空離子鍍。

3.PVD設備：捷佳偉創(chuàng)、京山輕機、眾能光電、湖南紅太陽、合肥欣奕華

PVD在鈣鈦礦電池制備中屬首選工藝?？昭▊鬏攲樱篜VD-濺射鍍、PVD-RPD、涂布-刮刀涂布機；電子傳輸層：PVD-蒸鍍、PVD-RPD、PVD-濺射鍍、印刷-絲網印刷機；對電極層：PVD-蒸鍍、PVD-濺射鍍；TCO 玻璃：PVD-濺射鍍、CVD。

在這個核心環(huán)節(jié)，國產PVD設備商是一個大板塊。

捷佳偉創(chuàng)【14】已出貨了―立式反應式等離子體鍍膜設備”(RPD)，并在2022年7月再次中標量產型 RPD訂單；京山輕機【15】控制的晟成光伏“團簇型多腔式蒸鍍設備”已量產，眾能光電已在2021年底鈣鈦礦PVD設備出貨量已達30臺套，湖南紅太陽的首臺鈣鈦礦電池用PVD及ALD鍍膜設備中標龍頭客戶鈣鈦礦電池項目，合肥欣奕華有對真空蒸發(fā)法制備鈣鈦礦電池薄膜的研究。

4.激光設備：眾能光電、大族激光、杰普特、邁為股份、帝爾激光

鈣然礦電池生產后需要刻蝕和去除薄膜邊緣清除，P1層采用納秒級別的激光進行刻蝕，刻蝕FTO層，需保證激光刻蝕線寬、激光刻蝕線間距精確度，不傷及玻璃襯底；P2層采用皮秒或飛秒級別的激光刻蝕，刻蝕ITO或鈣鈦礦層，需保證激光刻蝕線寬、激光刻蝕線間距精確度，不傷及PI層的FTO；P3層采用皮秒或飛秒級別的激光刻蝕，刻蝕對電極層，需保證激光刻蝕干凈、激光刻蝕線寬、激光刻蝕線間距精確度，不傷及P2層；P4層去除薄膜邊緣區(qū)域，利用激光劃線劃分出無效區(qū)域后，對無效區(qū)域采用大功率、大光斑、低頻紅外激光進行清除。

在這個過程中，P1-P3用激光劃刻，P4用激光清邊。激光設備主要使用納秒、皮秒、飛秒脈寬等波段綠光激光、紅外光纖光源刻蝕劃線?！?6】

國產激光設備商仍然陣容強大，主要供應商有5家。

眾能光電2021年已出貨鈣鈦礦激光劃線刻蝕設備50臺套，大族激光【17】鈣鈦礦激光刻劃設備2015年已實現量產銷售，杰普特【18】與大正微納科技共同研發(fā)出柔性鈣鈦礦激光膜切設備投入生產使用，傳統(tǒng)光伏設備商邁為股份【19】2021年為客戶定制的單結大面積鈣鈦礦電池激光設備已交付、鈣鈦礦設備處于研發(fā)階段，帝爾激光【20】將交付用于TCO 層、鈣鈦礦層、電極層的鈣鈦礦電池激光設備。

在激光設備商方向，除眾能光電未上市外，余下4家都是深滬上市公司。眾能光電是一家2015年成立于杭州的光伏設備公司，有15個股東組成，8個自然人股東和7個機構股東，第一大股東杭州信客持股23.79%，次之是持股22.55%的自然人何小英。

據刀鋒研究組所獲得百度公開資料表明，眾能光電核心團隊來源于清華大學和華中科技大學，方向包括鈣鈦礦太陽能電池、石墨烯導電薄膜，開發(fā)了一系列鈣鈦礦光電器件裝備，包括：噴霧熱解鍍膜機、玻璃切割機、高精度涂布機、激光刻蝕機、真空蒸鍍機、磁控濺射機、PECVD和SALD，國內外合計擁有近30家客戶，包括中國華能集團，目前已經完成A輪融資。

5.封裝設備：

封裝設備決定鈣鈦礦電池穩(wěn)定性和壽命，主要有二代封裝技術。一代通過蒸發(fā)金屬噴射器和焊接金屬帶，將電流從電池傳導到外部，并將金屬帶的邊緣密封，器件位于封閉空腔中心。二代利用透明ITO電極將鈣鈦礦與金屬電極分離，確保電極與鈣鈦礦組件之間有間隙。

鈣鈦礦電池封裝涉及PVD、CVD、層壓機設備。供應商是“弗斯邁”與鈣鈦礦電池組件龍頭工廠達成合作，主要經營覆膜設備、貼膠帶機。

弗斯邁是一家注冊于江蘇常州的智能制造公司，公司官網顯示，其中之一產品是光伏組件全自動生產線、鈣鈦礦電池組件產線自動化解決方案。 在2021年“第三屆全球鈣鈦礦與疊層電池產業(yè)化論壇” 上，弗斯邁申報的精確裁切覆膜設備、貼膠帶設備、鈣鈦礦電池組件自動化產線整體解決方案，獲得2021年度鈣鈦礦光伏設備優(yōu)秀供應商獎。

二、鈣鈦礦電池下游及產業(yè)動向：

2022年4月，極電光能【21】在300cm2 的大尺寸鈣鈦礦光伏組件上，創(chuàng)造了該尺寸面積下18.2%光電轉換效率的新世界紀錄。

2022年7月，微納科技【22】成為全球首家量產40*60cm柔性鈣鈦礦組件廠商，承諾效率達到21%；同時，纖納光電實現出貨5000片1245× 635× 6.4mm鈣鈦礦組件供分布式鈣鈦礦電站使用，證實大面積鈣鈦礦組件問題逐漸得到改善。

中游鈣鈦礦光伏組件環(huán)節(jié)，目前國內外有十幾家公司在布局鈣鈦礦光伏的產業(yè)化。海外公司主要包括英國的Oxford PV、波蘭的Saule Technologies，國內主要包括纖納光電、萬度光能、極電光能，以及光伏巨頭協(xié)鑫光電、隆基綠能【23】、寧德時代【24】。

協(xié)鑫光電、纖納光電和極電光能已接近或開啟商業(yè)化探路階段。

協(xié)鑫光電是最早聚焦于鈣鈦礦的團隊，騰訊創(chuàng)投和寧德時代參股，實現45*65cm尺寸17%的實驗室效率，擁有43項授權和審查中的發(fā)明專利及35項實用新型專利，100MW量產線 2022年投產。

纖納光電與協(xié)鑫光電有著類似的發(fā)展路徑，產業(yè)化進度最快，在2022年7月實現alpha組件量產并出貨給地面光伏電站使用，實現了全球首款鈣鈦礦組件商業(yè)化應用，開啟商業(yè)化探路。極電光能背靠長城控股集團，預計2022年完成150MW試制線，進度追平協(xié)鑫光電。

下游主要應用于電動汽車移動發(fā)電電源、BIPV，代表公司森特股份【25】、杭蕭鋼構【26】。根據浙商證券的測試，鈣鈦礦太陽能電池應用于電動汽車移動發(fā)電電源到2030年的全球市場空間約299億元，而應用于BIPV【27】所帶來的市場增量將達千億級別。

三、鈣鈦礦電池最佳公司組合：

刀鋒研究小組認為平臺型設備商及細分環(huán)節(jié)專業(yè)設備商最佳組合公司是捷佳偉創(chuàng)、西子潔能【28】、京山輕機、杰普特、帝爾激光、邁為股份。

西子潔能原為杭鍋股份，主營產品余熱鍋爐+清潔環(huán)保能源裝備，擁有規(guī)模最大、品種最全余熱鍋爐產品組合，2021年新增訂單90億元，同比+44.7%，其中近40%為余熱鍋爐新增訂單。另外子公司浙江國新投資并持有刮涂/涂布一體機、磁控濺射、熱蒸發(fā)鍍、ALD和激光刻蝕機頭部公司的杭州眾能光電10%股份。

捷佳偉創(chuàng)是光伏電池片工藝設備和自動化設備供應商，是PERC及TOPCon工藝設備龍頭，公司提供PERC【29】、TOPCon、HJT、XBC【20】、鈣鈦礦等多技術平臺設備解決方案，具備PERC、TOPCon、HJT整線設備交付能力，在PERC核心工藝設備市場占有率均超50%，在TOPCon路線開發(fā)出獨家PE-Poly ―三合一”設備。在HJT路線上中試線已出片，貫通4道工序，創(chuàng)新產品管式 PECVD 已進入工藝匹配和量產化定型階段。此外，子公司創(chuàng)微微電子自主開發(fā)6吋、8吋、12吋濕法刻蝕清洗設備。

京山輕機業(yè)務聚焦在光伏組件+電池裝備、瓦楞包裝裝備。布局有TOPCon二合一鍍膜設備、HJT清洗設備、鈣鈦礦蒸鍍設備，具備深厚光伏裝備基因。子公司晟成光伏由組件環(huán)節(jié)向上延伸至電池片，涵蓋 HJT、TOPCon、鈣鈦礦多種技術路線。

杰普特主營激光器及激光裝備，包括AR/VR、鋰電、鈣鈦礦光伏，其中公司與大正微納共同研發(fā)有柔性鈣鈦礦激光膜切設備，具備產線配套經驗。

帝爾激光是PERC激光設備龍頭，與隆基深度合作，可應用于鈣鈦礦光伏電池，已交付 TOPCon和IBC工藝的激光轉印設備量產整線樣機，此外還覆蓋HJT工藝的激光轉印，所開發(fā)的LIA激光修復設備獲得歐洲HJT客戶量產型訂單，TOPCon領域擁有激光硼摻雜、激光開膜、特殊漿料開槽技術儲備。

邁為股份主營光伏HJT整線設備和絲印設備，為客戶定制的單結鈣鈦礦電池激光設備已交付使用，同時在研鈣鈦礦設備。

大族激光主營PCB、光伏、LED封裝領域激光設備，為全球激光設備市占率前三，自主研發(fā)的鈣鈦礦激光刻劃設備已實現量產銷售，大尺寸整線激光刻劃設備已在鈣鈦礦頭部企業(yè)交付，為“鈣鈦礦光伏技術創(chuàng)新聯盟”創(chuàng)始單位之一。

參考與注解：

【1】HJT：相對于傳統(tǒng)硅太陽電池同質結的結構，異質結電池的結兩邊采用不同的半導體材料，通常指晶體硅基體與非晶硅薄膜的組合。這種電池具備優(yōu)異的表面鈍化，電池具有較高的開路電壓

【2】TOPCON：指在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜多晶硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構

【3】疊層電池：將禁帶寬度不同的亞電池組成疊層太陽電池的技術，按亞電池數目可分為雙結和多結電池，其可有效增加太陽電池對入射光的能量吸收，從而提高轉換效率

【4】《協(xié)鑫納米范斌：5年后，鈣鈦礦崛起》，來源：能鏡

【5】《鈣鈦礦：下一代光伏新勢力，漸成崛起之勢》，來源：招商證券，作者：邱世梁

【6】亞瑪頓：深圳證券交易所主板上市公司，代碼：002623

【7】AGC大連：公司有 44 年的 TCO 導電玻璃生產經驗，產品廣泛應用于薄膜太陽能電站項目與BIPV 項目

【8】隆華科技：深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市公司，代碼：300263

【9】狹縫涂布機:涂布是鈣鈦礦電池獨有環(huán)節(jié)，主要用于鈣鈦礦層的印刷

【10】PVD：為物理氣相沉積技術，在真空環(huán)境下將氣化成分子/離子的材料源，通過低壓氣體/等離子體在襯底表面沉積成特定功能薄膜

【11】協(xié)鑫光電：協(xié)鑫光電是一家太陽能組件研發(fā)商，專注于鈣鈦礦太陽能組件的研發(fā)、生產，為市場提供1m*2m尺寸的太陽能組件

【12】纖納光電：一家新型柔性鈣鈦礦太陽能電池組件研發(fā)生產商

【13】德滬涂膜：上海市嘉定區(qū)重點引進的一家中外合資高端裝備制造企業(yè)，于2016年落戶嘉定工業(yè)園區(qū)，從事精密成膜技術、核心裝備制造及系統(tǒng)集成的研發(fā)、生產及銷售

【14】捷佳偉創(chuàng)：深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市公司，代碼：300724

【15】京山輕機：上海證券交易所主板上市公司，代碼：000821

【16】納秒、?秒、飛秒：指的是激光加工過程中的時間控制單位，1秒=109納秒=1012?秒=1015飛秒，根據不同材料的加工需求，選擇對應的納秒、?秒、飛秒激光加工設備，時間越短，激光作用在材料表面的時間越短，對材料表面的影響越?，加工效果也更好

【17】大族激光：深圳證券交易所主板上市公司，代碼：002008

【18】杰普特：上海證券交易所科創(chuàng)板上市公司，代碼：688025

【19】邁為股份：深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市公司，代碼：300751

【20】帝爾激光：深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市公司，代碼：300776

【21】極電光能：脫胎于長城控股集團，是一家專業(yè)從事鈣鈦礦光伏、鈣鈦礦光電產品研發(fā)和制造的創(chuàng)新型高科技企業(yè)

【22】大正微納科技：一家新型鈣鈦礦薄膜太陽能電池組件以及相關精密設備制造的領軍型 、國家高新技術企業(yè)，2018年成立于鎮(zhèn)江市高新區(qū)半導體產業(yè)園

【23】隆基綠能：上海證券交易所主板上市公司，代碼：601012

【24】寧德時代：深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市公司，代碼：300750

【25】森特股份：上海證券交易所主板上市公司，代碼：603098

【26】杭蕭鋼構：上海證券交易所主板上市公司，代碼：600477

【27】BIPV：光伏建筑一體化

【28】西子潔能：深圳證券交易所主板上市公司，代碼：002534

【29】PERC ：鈍化發(fā)射極及背局域接觸電池技術

【30】IBC：指叉形背接觸太陽電池，一種高效太陽電池結構，電池的正負電極均位于電池背表面，避免了傳統(tǒng)電池正面電極的光學遮擋，提升電池的短路電流，從而提高電池的轉換效率

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來源：藍籌企業(yè)評論（ID:bluechip808）