機械設備行業：鈣鈦礦專題：商業化進程加速 關注設備投資機會

 

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

 

      效率、穩定性為商業化核心因素，正處于快速改善階段。效率方面，鈣鈦礦（小面積）實驗室效率提升迅速，已經遠超晶硅電池極限效率；大面積鈣鈦礦生產線轉化效率亦有望持續提升，協鑫光電規劃自身組件效率于2023 年達18%；于2024 年達20%；于2025 年達22%。

 

      穩定性方面，當前國內外的研究中，最大光功率輸出點MPP 處的長期運行穩定性已經長達幾千個小時；纖納光電α組件已順利通過IEC61215、IEC61730 穩定性全體系認證，可在雙85 測試下工作1000小時。

 

      鈣鈦礦商業化進程提速。截至目前，國內已有三條百兆瓦級別的鈣鈦礦光伏組件產線建成（協鑫光電、纖納光電、極電光能），多條百兆瓦產線、GW 級產線正在推進中。根據我們的不完全統計，2022 年鈣鈦礦產能約為0.47GW，2023/2024 年有望達到1.16/4.47GW。在技術與資本的雙重推進下，我們認為多條GW 級別生產線有望于2023 年招標，2-3 年內落地。

 

      ⑵單節鈣鈦礦電池：建議優先關注鍍膜、涂布設備以協鑫光電100MW 生產線為例，單節鈣鈦礦生產線主要設備包括PVD 設備、涂布設備、激光設備、封裝設備。具體的生產流程為：陽極緩沖層——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——封裝設備。

 

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

 

      涂布設備主要用于制備鈣鈦礦層，具有性價比優勢。無接觸的狹縫涂布工藝，可以滿足當前鈣鈦礦層物理一致性的要求，且涂布工藝單設備投資額通常在300-400 萬左右，與PVD 設備相比性價比較高。

 

      但后道控晶具有一定難度，膜層質量（化學一致性）仍有待提高，因此設備、工藝均尚需完善。目前上海德滬涂膜市占率達70%。

 

      激光工藝涉及到整個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現電路連接的關鍵，是整個鈣鈦礦電池制備的必備環節。鈣鈦礦電池需要分別進行3 次平行激光刻　　蝕（P1-P3），并完成P4 的清邊，整體價值量約10~20%。在P1-P3 的刻蝕環節，激光實現切割效果，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通的單獨模塊，起分片效果，以實現增大電壓和串聯電池的目標。

 

      ⑶疊層鈣鈦礦電池：效率優勢明顯，光伏終極解決方案鈣鈦礦/晶硅疊層為晶硅電池進一步增效，或將會成為鈣鈦礦產業化的初期路徑。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。現有技術較難實現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用PVD 鍍膜技術。

 

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

 

      ⑷建議關注設備價值量較高的鍍膜設備商京山輕機、捷佳偉創；依托原有蒸鍍技術，擬切入鈣鈦礦賽道的奧來德；提出“材料+裝備+組件”三位一體規劃的奧聯電子；激光設備商大族激光、杰普特、帝爾激光。