电力设备及新能源行业深度报告:钙钛矿东风渐起,产业化进程从0到1山西证券2024-01-10.pdf
摘要:投资要点:理论效率+工艺+成本优势显著,钙钛矿有望成为光伏组件的终极路线:1)理论效率显著高于晶硅:钙钛矿单结电池理论效率可达33%,钙钛矿/晶硅叠层电池理论效率可达到43%,钙钛矿/钙钛矿叠层理论效率可达到45%;2)工艺流程相对简单:钙钛矿组件在一个工厂就可完成生产,整个工艺流程只需要大约45分钟,且能耗低,单瓦制造能耗不及晶硅1/10;3)未来降本空间较大:预计未来规模化后成本有望降至0.5-0.6元/W。但目前由于稳定性、大尺寸效率及规模化生产等因素,钙钛矿产业化仍然面临挑战。量产步骤基本形成共识,PVD和激光设备使用的确定性高:钙钛矿电池生产流程可大致划分为:输入TCO层玻璃→P1激光划线→电荷传输层沉积→钙钛矿层涂覆→电荷传输层沉积→P2激光划线→背电极制作→P3激光划线→封装。1)钙钛矿层:制备工艺主要可分为湿法(溶液法)、干法(气相法)和气相沉积辅助法(干湿结合),各种路线各有优缺点,狭缝涂布相对主流,蒸镀法关注度提升。2)电子传输层:氧化锡为主流材料,反式结构中RPD设备较为适合;3)空穴传输层:氧化镍为主流选择,反式结构中制备设备多选用PVD;4)电极层:通常使用TCO材料,PVD为主要制备方式。5)激光设备:四道激光刻蚀,高精度激光设备需求确定性高。6)封装:材料多选POE+丁基胶,工艺标准对标OLEDs。良率/效率提升、材料端成本下降、设备成本下降是未来钙钛矿组件成本下降的三条主要路径:假设良率为90%、组件效率为18%时,测算数据显示,钙钛矿组件成本约为1.65元/W。1)良率/效率提升:在百兆瓦的产线下,假设良率为70%,组件成本会在2.09元/W左右。如果良率提升至100%,组件成本将下降至1.50元/W。假设良率为90%,如果组件效率从18%提升至30%,组件成本可下降0.66元/W,达到0.99元/W。2)材料成本下降:TCO玻璃在材料成本中占比最高,若TCO玻璃价格降至25元/㎡,组件成本能降至1.44元/W。3)设备成本下降:若单GW设备投资额从13亿元降至5亿元,能带动单瓦组件成本降低0.08元/W。多个公司百兆瓦级产线运行顺利,协鑫和极电GW级产线已经开始建设:1)协鑫光电:公司1000mm×2000mm钙钛矿单结组件光电转化效率达到18.04%;279mm×370mm的叠层组件效率突破26.17%,369mm×555mm叠层组件效率突破26.34%。钙钛矿GW级生产基地顺利奠基,有望在2024-2025年建成投产。2)极电光能:公司研发的810.1cm2大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到19.5%。2022年8月,公司与无锡锡山经济技术开发区达成协议布局全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线。项目于2023年4月开工建设,预计24年下半年建成投产。3)纤纳光电:采用公司钙钛矿α组件的蒙西基地库布其项目送电成功,是全球首个商业化运行的兆瓦级钙钛矿地面光伏项。重点公司关注:我们认为钙钛矿光伏组件行业处于产业化从0向1的发展阶段,建议关注产业化进程较快的相关企业,协鑫科技、极电光能(未上市)、纤纳光电(未上市)。钙钛矿光伏组件产业化将给设备公司带来相应的投资机会,建议关注镀膜设备公司京山轻机、捷佳伟创、迈为股份、奥来德、微导纳米;涂布设备公司德沪涂膜(未上市)、曼恩斯特;激光设备公司帝尔激光、大族激光。风险提示:钙钛矿产业化发展不及预期、成本下降不及预期、光伏行业需求不及预期、数据测算和假设存在主观性风险。
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