钙钛矿电池产业链梳理

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一.钙钛矿电池介绍

钙钛矿电池是利用钙钛矿型材料作为吸光层的新型化合物薄膜太阳能电池。

钙钛矿电池理论优势突出。单结钙钛矿电池理论效率高于晶硅与薄膜电池,同时因为杂质容忍度高、用量少、能耗低的特点,钙钛矿有更低的理论成本。此外,吸钙钛矿在弱光与高温场景下的表现优异,而可柔性制备的轻质化组件,让钙钛矿电池应用场景更加丰富。

单结钙钛矿型太阳能电池目前最高效率为25.7% ,与多种类型电池叠层可进一步提升转换效率,双结叠层电池的理论极限效率为46%。

二.钙钛矿电池结构

钙钛矿电池包含五个功能层:TCO 导电玻璃、电子传输层(ETL)、钙钛矿层、空穴传输层(HTL) 以及背电极。

成本占比:TCO玻璃34%,电极30.9%,钙钛矿材料3.1%。

平面结构的钙钛矿电池主要分为正式和反式两种类型。

三.钙钛矿电池与晶硅电池比较

(1)理论极限效率( 31% )高于晶硅电池(29.4%)。钙钛矿电池产业化效率目前为15.5%,组件成本可达0.7元/W;与此对应,PERC电池平均转换效率为22.8%,组件成本1.9元/W。

(2)轻薄柔性、透光性强、短波长范围内吸光能力强。基于这些特征,钙钛矿电池与晶硅电池存在差异化应用场景,其中 BIPV(光伏建筑一化)和 CIPV(车载光伏)领域应用潜力最大。

(3)钙钛矿电池产业链比晶硅电池短,总投资比晶硅电池低。晶硅电池从无到有需要经历硅料、硅片、电池、组件四个环节,钙钛矿电池在一个厂房就可以完成生产。

(4)钙钛矿电池相对于其他化合物薄膜电池(如CdTe、CIGS电池等)具有原料易获取、可迭代、成本低的优点。

四.钙钛矿电池产业化瓶颈

(1)钙钛矿电池转换效率随面积增大而衰减严重。当单结钙钛矿电池面积从0.1 cm 2 增加到约10 cm 2 时,实验室效率从25.5%下降至19.6%。

(2)不耐用:钙钛矿材料存在不耐高温、不耐光照、易水解、易氧化等缺陷。现阶段的钙钛矿电池寿命短,稳定性差,效率衰减过快,无法满足工业化生产的需要。

五.钙钛矿电池制备设备

产业化设备主要包含磁控溅射仪、RPD 设备、涂覆机、蒸镀机和激光设备等 。

空穴传输层采用磁控溅射设备;钙钛矿层多采用涂覆机;电子传输层多采用RPD设备;背电极根据选取材料不同可以选用磁控溅射设备或蒸镀机。

RPD 和涂覆机是生产环节中最贵设备。RPD设备目前捷佳伟创独供,价格较高。涂覆机的量产设备主要来源是上海德沪、日本东丽、众能光电和大正微纳。

六.相关标的

捷佳伟创RPD和磁控溅射设备。

京山轻机:蒸镀设备(用于电极层、钙钛矿层沉积)。

金晶科技: 国内TCO导电膜玻璃龙头企业。

杭萧钢构:收购合特光电进军HJT叠层钙钛矿电池,投产首条异质结-钙钛矿叠层电池中试线。

西子洁能:参股众能光电10%,众能光电为钙钛矿设备头部标的。

帝尔激光:已有钙钛矿工艺设备订单交付。

$科大讯飞(SZ002230)$ $歌尔股份(SZ002241)$ $隆基绿能(SH601012)$ 

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2023-02-07 15:34

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