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行業(yè)前沿

仁爍光能全鈣鈦礦疊層電池轉(zhuǎn)換效率達(dá) 29%， 經(jīng)日本JET 第三方認(rèn)證，仁爍光能團(tuán)隊(duì)研發(fā)的全鈣鈦礦疊層電池穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 29.0%，打破了團(tuán)隊(duì)在今年 6 月創(chuàng)造的28.0%的世界紀(jì)錄。這次轉(zhuǎn)換效率的突破表明，鈣鈦礦疊鈣鈦礦（即全鈣鈦礦疊層電池）可實(shí)現(xiàn)的效率遠(yuǎn)超單結(jié)鈣鈦礦電池。預(yù)計(jì)今年仁爍光能的疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率有望超 30%。同時(shí)，公司 150MW 鈣鈦礦中試線預(yù)計(jì)在 2023 年三季度投產(chǎn)，在 2024 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

鈣鈦礦材料的性質(zhì)

(相關(guān)資料圖)

1.鈣鈦礦本質(zhì)上是由很多不同的元素，以特定的排列方式排列而成。不同的元素之間，它們之間會形成一個(gè)化學(xué)鍵。鈣鈦礦和硅本質(zhì)的不一樣，出現(xiàn)在它的材料的種類以及形成的跨界鍵是不同的，鈣鈦礦在這里形成的更多的是離子鍵，也就意味著鈣鈦礦有離子半導(dǎo)體的這樣一種性質(zhì)。

2.離子類型的半導(dǎo)體意味著正電荷和負(fù)電荷不會發(fā)生太多的交疊，電子往往局限在不同的一個(gè)元素上。每個(gè)元素上面的電子都是一個(gè)飽和結(jié)構(gòu)，它和周圍不會有太強(qiáng)的這樣一個(gè)共振。因此當(dāng)缺失這樣一個(gè)元素的時(shí)候，對另外一個(gè)元素的影響實(shí)際上會很小，就賦予了這類材料有一個(gè)非常好的缺陷態(tài)的包容性。

3.我們可以把這類半導(dǎo)體比作和食鹽類似的這樣一種材質(zhì)。食鹽的特性是可以融在水里面，鈣帶礦也一樣；這種特性賦予了鈣鈦礦一個(gè)可容性加工的這樣一個(gè)優(yōu)勢。

鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)

1. 硅電池主要是在界面層鈍化，這個(gè)環(huán)節(jié)有一些改進(jìn)，就產(chǎn)生了三個(gè)不同的技術(shù)路線p型和N型。對于鈣鈦礦來講，鈣鈦礦的器件結(jié)構(gòu)改變是非常大的，直接把材料做成一個(gè)既可以吸光，同時(shí)又可以傳電荷的層，會有一個(gè)非常好的效率。

2.鈣鈦礦平面的結(jié)構(gòu)，自下而上分別是一個(gè)襯底，這個(gè)襯底可以是玻璃，當(dāng)然也可以是塑料，這個(gè)器件就賦予了它一些柔性。往上面走是透明電極，像 ITO 或者是一些銀的山線之類的。再往上走就是一個(gè)界面層、陰極界面層或陽極界面層。它主要是由一些精純氧化物、有機(jī)半導(dǎo)體構(gòu)成，是概況通過溶液或氣象沉積。又是一個(gè)界面層，如果是陰極，你再往上這一層要是陽極，如果底下是陽極，上面這一層就要是陰極。這一層鈣鈦礦有一個(gè)要求，就是它在沉積的時(shí)候，不能對底下的鈣鈦礦有一些破壞。就是一個(gè)金屬電極，這是它的一個(gè)整體的器件結(jié)構(gòu)。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，我還要再提一下組件的這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，主要是因?yàn)殁}鈦礦和硅電池有一個(gè)很大的不同；對于硅電池來講，它整個(gè)器件都是同一個(gè)，相當(dāng)于是相對很多小的像素點(diǎn)通過并聯(lián)這樣去串起來的，所以在這里面，為了避免電荷傳輸上的一個(gè)損失，我們需要沉積一些銀柵線來收集電荷。但是對于鈣鈦礦來講，通常是通過一些中間相連的結(jié)構(gòu)，把不同的條通過串聯(lián)串在一起，接著制備這樣一個(gè)器件，這個(gè)器件模組跟這里是相當(dāng)?shù)摹?/p>

鈣鈦礦制備工藝和設(shè)備

1.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。其中鍍膜設(shè)備價(jià)值量過半，激光設(shè)備確定性需求強(qiáng)，封裝設(shè)備與晶硅電池相比差別不大；最難的當(dāng)屬涂布設(shè)備，因?yàn)殁}鈦礦是把鹵化物溶液涂在玻璃或者是硅片上，溶液結(jié)晶形成光伏的吸光材料。

2. 溶液法-具備低成本優(yōu)勢，效率也高于蒸鍍法。

鈣鈦礦行業(yè)發(fā)展

未來鈣鈦礦未必是以組件作為一個(gè)核心去賣，主要是因?yàn)楦艣r它的一些材料成本，還有就是生產(chǎn)設(shè)備成本是遠(yuǎn)低于晶硅電池，而且經(jīng)過前期的鋪墊，就是技術(shù)門檻會逐漸的拉低，也就意味著有可能未來鈣鈦礦的一個(gè)經(jīng)營模式會變成交鑰匙工程，它可能不是直接去買組件，而是直接買一條產(chǎn)線來。一方面解決了地方的一個(gè)就業(yè)，同時(shí)自己也可以以此作為一個(gè)經(jīng)營之道，就一種經(jīng)營方式去賺一些錢。當(dāng)然對于任何的產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一個(gè)終極的階段，就是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的整合，通過上下的一個(gè)從材料到設(shè)備，到最后的一個(gè)組件去整合去賣，這個(gè)東西還是非常有可能的。

鈣鈦礦疊層技術(shù)路線

1.疊層的本質(zhì)主要是從太陽光的這樣一個(gè)光譜上來說的，太陽光光譜其實(shí)是有很多不同的波段的。對于一個(gè)單節(jié)電池來講，它有一個(gè)帶系，這個(gè)帶系以下的，也就是波長大于帶系的，或者波長大于吸收邊的。這樣一個(gè)光子是不能夠被器件吸收的，因此造成了一定的損失。

2. 但是對于可以被電池材料吸收的這樣一個(gè)光子，如果光子的能量是大于帶系的，多余的能量也會損失掉。也就意味著只有靠近代系的波段會是被充分利用的，這也就意味著電池它會隨帶系的變化而產(chǎn)生一個(gè)很大的變化。這也是我們太能電池領(lǐng)域里面有一個(gè)出名的出名的理論叫 SQ 極限，它出現(xiàn) SQ 單節(jié)器件。

3. SQ 極限的一個(gè)根源，也就意味著高能光子吸收之后，它會有一些熱耗散損失，相當(dāng)于像我們跳高一樣；疊層電池它就好在它有兩個(gè)不同的材料，這個(gè)材料你可以是硅，可以是概率框，可以是任何東西，只要這兩個(gè)材料在帶系上不一樣就可以。這兩個(gè)材料有一個(gè)是寬帶系材料，有一個(gè)是窄帶系材料。對于寬帶系材料，它可以吸收光高能光子，產(chǎn)生一個(gè)更高的開路電壓。對于窄帶系的材料來講，它可以充分利用這種低能的光子，進(jìn)而去實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)透過損失的降低。把前面具有寬帶系的這么一個(gè)電池跟后面的一個(gè)窄帶系電池串聯(lián)在一起，我們就可以實(shí)現(xiàn)對透過損失和熱耗散損失的折中這樣一個(gè)平衡。也就意味著疊層并不一定在材料上有什么區(qū)別，只要材料在帶系上有區(qū)別就可做疊層。

鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

1、鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)展

纖納光電、協(xié)鑫光電等已經(jīng)建成百M(fèi)W級成熟產(chǎn)線并實(shí)現(xiàn)出貨，其他仍有眾多新進(jìn)入者，產(chǎn)業(yè)化趨勢明顯，預(yù)計(jì)2023年將有GW級項(xiàng)目規(guī)劃落地。目前量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率可以做到16%，預(yù)計(jì)2023年能夠達(dá)到18%。

2、鈣鈦礦設(shè)備技術(shù)路線選擇

從下游企業(yè)看，目前各個(gè)膜層的設(shè)備選擇有所差異，其中PVD確定性及占比較高、其次涂布、RPD、ALD、蒸鍍等技術(shù)路線具有企業(yè)涉及或布局。

鈣鈦礦主要布局企業(yè)

1.$京山輕機(jī)(SZ000821)$ ：公司目前已布局PVD、蒸鍍、ALD等核心鍍膜設(shè)備，以及玻璃清洗機(jī)、干燥機(jī)、封裝設(shè)備，是目前上市公司中在鈣鈦礦設(shè)備領(lǐng)域布局較為全面的企業(yè)之一。其中公司推出的PVD濺射設(shè)備已成熟，蒸鍍設(shè)備也已實(shí)現(xiàn)多個(gè)客戶的出貨，此外公司與高校合作開發(fā)的空間式ALD設(shè)備正在客戶端驗(yàn)證，該設(shè)備解決了傳統(tǒng)ALD設(shè)備效率低的問題，有望在電子傳輸層中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

2.$奧聯(lián)電子(SZ300585)$ ：2022年12月9日公司發(fā)布公告，與胥明軍共同出資設(shè)立奧聯(lián)光能，計(jì)劃2023年50MW鈣鈦礦中試線投產(chǎn)，2024年600MW鈣鈦礦裝備和120MW鈣鈦礦電池組件生產(chǎn)線投產(chǎn)，力爭5年內(nèi)形成 8GW鈣鈦礦裝備和2GW鈣鈦礦電池組件生產(chǎn)能力。

3.德龍激光：公司推出了針對鈣鈦礦薄膜太陽能電池生產(chǎn)整段設(shè)備，包括P0層激光打標(biāo)設(shè)備，P1、P2、P3激光劃線設(shè)備，P4激光清邊設(shè)備及其中一系列自動化設(shè)備，目前設(shè)備已投入客戶量產(chǎn)線使用，率先實(shí)現(xiàn)百兆瓦級規(guī)?；慨a(chǎn)。

4.捷佳偉創(chuàng)：公司2022年實(shí)現(xiàn)了PRD設(shè)備、蒸鍍設(shè)備訂單的落地，其中PRD設(shè)備進(jìn)展較快，客戶反饋良好。此外，公司鈣鈦礦整線設(shè)備的研發(fā)已完成，目前正在與下游客戶接洽溝通過程中。

5.奧來德：公司立足于現(xiàn)有OLED蒸鍍設(shè)備及材料的技術(shù)積累，正式向鈣鈦礦光伏電池領(lǐng)域進(jìn)軍。2022年11月公司公告建設(shè)鈣鈦礦蒸鍍設(shè)備開發(fā)項(xiàng)目、有機(jī)鈣鈦礦載流子傳輸材料和長壽命器件開發(fā)項(xiàng)目，布局鈣鈦礦專用蒸鍍設(shè)備以及空穴傳輸層材料。

6.$寶馨科技(SZ002514)$ ：公司與西電張春福教授團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)疊層電池，預(yù)計(jì)2023年完成試驗(yàn)線的建設(shè)，2024年進(jìn)入中試階段，5年內(nèi)會完成鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)電池疊層量產(chǎn)的目標(biāo)，后續(xù)鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)電池疊層技術(shù)也將成為公司的發(fā)展重點(diǎn)。

以上分析不作為投資建議，新技術(shù)新路線總是這個(gè)市場最喜歡的東西，個(gè)人看好中長線。

關(guān)鍵詞： 技術(shù)路線 就是一個(gè) 轉(zhuǎn)換效率