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Z鏈刀鋒研究組｜胡昌偉 編輯｜LZ

2022年全球科學(xué)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(chǎn)業(yè)20多家公司響應(yīng)參與，這場新的技術(shù)革命正改變光伏生態(tài)。

(相關(guān)資料圖)

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

鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)鏈短于晶硅電池產(chǎn)業(yè)鏈，據(jù)“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(chǎn)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(jié)構(gòu)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(shè)備供應(yīng)鏈：

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

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

第一個設(shè)備層是組件結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)3類結(jié)構(gòu)框中，反式平面結(jié)構(gòu)更適合產(chǎn)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(chǎn)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(shè)備。國內(nèi)部分領(lǐng)先鈣鈦礦企業(yè)公開專利數(shù)據(jù)，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(wǎng)印刷工藝屬于少數(shù)選擇方向。

當前狹縫涂布機以日韓設(shè)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(chǎn)設(shè)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(shè)備已經(jīng)通過驗收，技術(shù)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(gòu)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(shù)，根據(jù)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(shè)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(wǎng)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(chǎn)PVD設(shè)備商是一個大板塊。

捷佳偉創(chuàng)【14】已出貨了―立式反應(yīng)式等離子體鍍膜設(shè)備”(RPD)，并在2022年7月再次中標量產(chǎn)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(shè)備”已量產(chǎn)，眾能光電已在2021年底鈣鈦礦PVD設(shè)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(shè)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(shè)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(chǎn)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(shè)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。【16】

國產(chǎn)激光設(shè)備商仍然陣容強大，主要供應(yīng)商有5家。

眾能光電2021年已出貨鈣鈦礦激光劃線刻蝕設(shè)備50臺套，大族激光【17】鈣鈦礦激光刻劃設(shè)備2015年已實現(xiàn)量產(chǎn)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(shè)備投入生產(chǎn)使用，傳統(tǒng)光伏設(shè)備商邁為股份【19】2021年為客戶定制的單結(jié)大面積鈣鈦礦電池激光設(shè)備已交付、鈣鈦礦設(shè)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(shè)備。

在激光設(shè)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(shè)備公司，有15個股東組成，8個自然人股東和7個機構(gòu)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(jù)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(xué)和華中科技大學(xué)，方向包括鈣鈦礦太陽能電池、石墨烯導(dǎo)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(nèi)外合計擁有近30家客戶，包括中國華能集團，目前已經(jīng)完成A輪融資。

5.封裝設(shè)備：

封裝設(shè)備決定鈣鈦礦電池穩(wěn)定性和壽命，主要有二代封裝技術(shù)。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(dǎo)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(shè)備。供應(yīng)商是“弗斯邁”與鈣鈦礦電池組件龍頭工廠達成合作，主要經(jīng)營覆膜設(shè)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(wǎng)顯示，其中之一產(chǎn)品是光伏組件全自動生產(chǎn)線、鈣鈦礦電池組件產(chǎn)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(chǎn)業(yè)化論壇” 上，弗斯邁申報的精確裁切覆膜設(shè)備、貼膠帶設(shè)備、鈣鈦礦電池組件自動化產(chǎn)線整體解決方案，獲得2021年度鈣鈦礦光伏設(shè)備優(yōu)秀供應(yīng)商獎。

二、鈣鈦礦電池下游及產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(xiàn)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(nèi)外有十幾家公司在布局鈣鈦礦光伏的產(chǎn)業(yè)化。海外公司主要包括英國的Oxford PV、波蘭的Saule Technologies，國內(nèi)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(xiàn)45*65cm尺寸17%的實驗室效率，擁有43項授權(quán)和審查中的發(fā)明專利及35項實用新型專利，100MW量產(chǎn)線 2022年投產(chǎn)。

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

下游主要應(yīng)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(gòu)【26】。根據(jù)浙商證券的測試，鈣鈦礦太陽能電池應(yīng)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(yīng)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(shè)備商及細分環(huán)節(jié)專業(yè)設(shè)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(chǎn)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(chǎn)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(shè)備和自動化設(shè)備供應(yīng)商，是PERC及TOPCon工藝設(shè)備龍頭，公司提供PERC【29】、TOPCon、HJT、XBC【20】、鈣鈦礦等多技術(shù)平臺設(shè)備解決方案，具備PERC、TOPCon、HJT整線設(shè)備交付能力，在PERC核心工藝設(shè)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(shè)備。在HJT路線上中試線已出片，貫通4道工序，創(chuàng)新產(chǎn)品管式 PECVD 已進入工藝匹配和量產(chǎn)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(shè)備。

京山輕機業(yè)務(wù)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(shè)備、HJT清洗設(shè)備、鈣鈦礦蒸鍍設(shè)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(shù)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(shè)備，具備產(chǎn)線配套經(jīng)驗。

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

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

大族激光主營PCB、光伏、LED封裝領(lǐng)域激光設(shè)備，為全球激光設(shè)備市占率前三，自主研發(fā)的鈣鈦礦激光刻劃設(shè)備已實現(xiàn)量產(chǎn)銷售，大尺寸整線激光刻劃設(shè)備已在鈣鈦礦頭部企業(yè)交付，為“鈣鈦礦光伏技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)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(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)，異質(zhì)結(jié)電池的結(jié)兩邊采用不同的半導(dǎo)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(jié)構(gòu)

【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(shù)，按亞電池數(shù)目可分為雙結(jié)和多結(jié)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(zhuǎn)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(dǎo)電玻璃生產(chǎn)經(jīng)驗，產(chǎn)品廣泛應(yīng)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(shù)，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(chǎn)，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(chǎn)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(shù)、核心裝備制造及系統(tǒng)集成的研發(fā)、生產(chǎn)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(jù)不同材料的加工需求，選擇對應(yīng)的納秒、?秒、飛秒激光加工設(shè)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(chǎn)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(guān)精密設(shè)備制造的領(lǐng)軍型 、國家高新技術(shù)企業(yè)，2018年成立于鎮(zhèn)江市高新區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)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(gòu)：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(shù)

【30】IBC：指叉形背接觸太陽電池，一種高效太陽電池結(jié)構(gòu)，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(xué)遮擋，提升電池的短路電流，從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率

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來源：藍籌企業(yè)評論（ID:bluechip808）