機械設(shè)備行業(yè)：鈣鈦礦專題：商業(yè)化進程加速 關(guān)注設(shè)備投資機會

 

      ⑴鈣鈦礦：第三代太陽能電池，商業(yè)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(dǎo)體（具有ABX3 的化學(xué)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(yōu)勢，是具有革命性的新材料。

 

      效率、穩(wěn)定性為商業(yè)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(jīng)遠超晶硅電池極限效率；大面積鈣鈦礦生產(chǎn)線轉(zhuǎn)化效率亦有望持續(xù)提升，協(xié)鑫光電規(guī)劃自身組件效率于2023 年達18%；于2024 年達20%；于2025 年達22%。

 

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

 

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

 

      ⑵單節(jié)鈣鈦礦電池：建議優(yōu)先關(guān)注鍍膜、涂布設(shè)備以協(xié)鑫光電100MW 生產(chǎn)線為例，單節(jié)鈣鈦礦生產(chǎn)線主要設(shè)備包括PVD 設(shè)備、涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備。具體的生產(chǎn)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(shè)備。

 

      PVD 是鈣鈦礦電池核心設(shè)備，技術(shù)較為成熟，價值量占比高。PVD（物理氣相沉積）設(shè)備并非新概念，其在半導(dǎo)體&HJT 領(lǐng)域已有應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。鈣鈦礦生產(chǎn)線中，PVD 設(shè)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(chǎn)線可能需要多套設(shè)備，這使得目前PVD 鍍膜設(shè)備占鈣鈦礦整線的價值比例高達50%左右。

 

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

 

      但后道控晶具有一定難度，膜層質(zhì)量（化學(xué)一致性）仍有待提高，因此設(shè)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(xiàn)電路連接的關(guān)鍵，是整個鈣鈦礦電池制備的必備環(huán)節(jié)。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(huán)節(jié)，激光實現(xiàn)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(dǎo)通的單獨模塊，起分片效果，以實現(xiàn)增大電壓和串聯(lián)電池的目標。

 

      ⑶疊層鈣鈦礦電池：效率優(yōu)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?qū)�會成為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)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�，F(xiàn)有技術(shù)較難實現(xiàn)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(shù)。

 

      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(chǎn)業(yè)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(jié)鈣鈦礦電池性能，難點在于由于層數(shù)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(guān)注設(shè)備價值量較高的鍍膜設(shè)備商京山輕機、捷佳偉創(chuàng)；依托原有蒸鍍技術(shù)，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(guī)劃的奧聯(lián)電子；激光設(shè)備商大族激光、杰普特、帝爾激光。