問(wèn)題一：第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)，鈣鈦礦魅力何在？晶硅體系下光伏系統造價(jià)較難降至2.58元/瓦以下，較我們測算光儲/光伏制氫平價(jià)所需的2元/瓦仍有距離，光伏空間打開(kāi)需要更低成本、更高效率太陽(yáng)能電池技術(shù)突破。鈣鈦礦電池具備上述理論優(yōu)勢，同時(shí)兼具熱斑問(wèn)題弱、柔性化等薄膜電池特性，行業(yè)發(fā)展需求推動(dòng)鈣鈦礦關(guān)注度提升。

問(wèn)題二：一級資本風(fēng)起云涌，2020年以來(lái)鈣鈦礦行業(yè)緣何催化？2009年學(xué)界首次提出鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結構后，僅用十年時(shí)間實(shí)驗室轉換效率就突破25%。2020年以來(lái)，實(shí)驗室內界面修飾、材料改性工作密集落地，技術(shù)穩定性、轉換效率機理研究突破，為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化奠定基礎。

(資料圖片僅供參考)

2022年以來(lái)，國家政策、一級資本為更多鈣鈦礦中試產(chǎn)線(xiàn)建設提供支持。協(xié)鑫光電、纖納光電已于今年中率先開(kāi)始百兆瓦產(chǎn)線(xiàn)調試爬坡；極電光能、萬(wàn)度光能等企業(yè)已于今年三季度開(kāi)始百兆瓦產(chǎn)線(xiàn)設備進(jìn)場(chǎng)，我們預計1H23將是相關(guān)企業(yè)量產(chǎn)配方、設備驗證關(guān)鍵期，若成功，企業(yè)預計將會(huì )開(kāi)始吉瓦級的產(chǎn)線(xiàn)建設。

問(wèn)題三：鈣鈦礦電池組件商業(yè)化量產(chǎn)進(jìn)展到哪一步了？目前鈣鈦礦組件處于從0到1的產(chǎn)業(yè)化初期，企業(yè)在電池結構、材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設備上各顯神通進(jìn)行路線(xiàn)驗證，力圖突破穩定性、大面積制備、效率三角難題。若企業(yè)順利實(shí)現產(chǎn)線(xiàn)調通、產(chǎn)能爬坡以及良率提升，我們預計百兆瓦試制線(xiàn)的目標效率16%、成本1.51元/瓦，對應度電成本0.38元/度，較晶硅高23%。

后續若能進(jìn)入GW級量產(chǎn)時(shí)代，通過(guò)采購量和轉換效率提升攤薄成本，目標實(shí)現效率18%、成本1.1元/瓦，度電成本較晶硅差距縮窄至6%，我們預計量產(chǎn)初期BIPV市場(chǎng)有望成為鈣鈦礦企業(yè)的“孵化器”。展望遠期，單結鈣鈦礦組件通過(guò)規模效應和主輔材國產(chǎn)化，有望最終實(shí)現效率25%、成本0.68元/瓦，對應度電成本0.255元/度，較我們測算的晶硅極限低11%，從而提高鈣鈦礦技術(shù)競爭力，打開(kāi)電站市場(chǎng)空間。

問(wèn)題四：鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈蘊含哪些光伏投資新方向？基于當前企業(yè)的產(chǎn)能規劃，我們預計到2026年，鈣鈦礦國內總產(chǎn)能有望突破25GW，鈣鈦礦制造業(yè)、設備業(yè)年產(chǎn)值有望突破400億元/100億元。從制造企業(yè)角度，目前鈣鈦礦材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設備仍處于快速試錯迭代期，我們認為技術(shù)高速成長(cháng)期頭部企業(yè)具備先發(fā)優(yōu)勢，行業(yè)后發(fā)優(yōu)勢并不明顯。

從產(chǎn)業(yè)鏈角度，鈣鈦礦組件封裝環(huán)節重要性較晶硅進(jìn)一步提升，帶來(lái)POE粒子膠膜產(chǎn)業(yè)鏈、導電玻璃產(chǎn)業(yè)鏈、ITO等靶材產(chǎn)業(yè)鏈的變化與機遇，建議關(guān)注以上方向；此外，鈣鈦礦電池制備流程有別于晶硅電池，帶來(lái)涂布設備、PVD設備、激光設備等增量設備需求。

總結：更低度電成本是推動(dòng)光伏終端需求加速擴張的必要條件，光儲、光伏制氫平價(jià)需要光伏系統成本降至2元/瓦以下，對于目前的晶硅光伏體系是較大考驗。第三代鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)具備更高效率（可調帶隙提高鈣鈦礦理論效率極限，高缺陷容忍度有助于鈣鈦礦電池實(shí)驗室轉換效率更加靠近理論效率極限）、更低成本（優(yōu)異吸光系數降低吸光層材料用量、高缺陷容忍度降低吸光層純度要求進(jìn)而降低提純成本）的理論優(yōu)勢，同時(shí)具備熱斑問(wèn)題弱、柔性化等薄膜電池的特性，是有望融合第一代晶硅太陽(yáng)能電池和第二代無(wú)機物薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)光伏行業(yè)提效降本、打開(kāi)遠期市場(chǎng)空間的下一代太陽(yáng)能電池技術(shù)。

平價(jià)只是起點(diǎn)，提效降本是光伏行業(yè)技術(shù)發(fā)展永恒的主旋律

更低度電成本是光伏終端需求擴張的必要條件,光儲全面平價(jià)以及光伏制氫平價(jià)需要光伏系統成本降至2元/瓦以下。實(shí)現2元/瓦以下的光伏系統成本對于晶硅光伏體系是較大考驗，更低成本、更高效率的太陽(yáng)能電池技術(shù)突破是行業(yè)必經(jīng)之路。

圖表：光伏平價(jià)四階段圖

資料來(lái)源：中金公司研究部

圖表：晶硅光伏系統成本價(jià)（當前vs目標）

注：目標為結合CPIA中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )對于2030年各環(huán)節生產(chǎn)技術(shù)指標的報告指引，基于CICC光伏組件成本測算模型所得
資料來(lái)源：CPIA，中金公司研究部

從第一代到第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)，提效降本持續做文章

降本增效，低碳制備是太陽(yáng)能電池技術(shù)未來(lái)迭代升級方向。第一代晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)保持行業(yè)量產(chǎn)效率記錄，為行業(yè)主流技術(shù)，但提效降本空間已逐步減少；第二代無(wú)機薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)理論效率成本優(yōu)勢大，但缺陷容忍度低、材料儲量有限等因素制約了量產(chǎn)表現；我們認為第三代鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)則有望彌補第二代面臨的量產(chǎn)表現與理論優(yōu)勢條件差距大的問(wèn)題，有望實(shí)現量產(chǎn)層面較第一代晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)的更高效率、更低成本。

圖表：第一代、第二代、第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展趨勢（基于單結電池參數）

注：實(shí)驗效率記錄和量產(chǎn)成本目標均基于單結太陽(yáng)能電池，量產(chǎn)成本目標為CICC估算
資料來(lái)源：《IEEE Journal of Photovoltaics》，《ACS Energy Letters》，協(xié)鑫光電公司官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表：第一代、第二代、第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)核心參數對比表

資料來(lái)源：極電光能公司公告，First Solar，學(xué)術(shù)論文，中金公司研究部

第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)：鈣鈦礦材料性能獨特，目標更高效率、更低成本

鈣鈦礦材料泛指具有高度對稱(chēng)性的立方結構的化合物，擁有多種優(yōu)異的性能。為研究方便，人們將這類(lèi)化合物統稱(chēng)為鈣鈦礦，并用化學(xué)通式ABX3表示。光伏采用的ABX3鈣鈦礦材料全部由自然界常見(jiàn)元素組成，使其規?；圃觳皇茉牧舷拗?。

圖表：鈣鈦礦晶體結構與組分

資料來(lái)源：《Nature Photonics》[1]，中金公司研究部

圖表：鈣鈦礦礦石

資料來(lái)源：TADVISER，中金公司研究部

鈣鈦礦材料擁有獨特的半導體材料性質(zhì)，使其擁有更高的理論和實(shí)驗室轉換效率、更低的理論生產(chǎn)成本。

? 更高效率：可調帶隙提高鈣鈦礦理論效率極限，高缺陷容忍度有助于鈣鈦礦電池實(shí)現更高轉換效率。1）鈣鈦礦更接近單結電池理想帶隙，理論效率極限高。2）鈣鈦礦材料對缺陷容忍度高，減少了載流子缺陷復合導致的效率損耗，使得實(shí)驗室效率更接近理論效率極限。

? 更低成本：優(yōu)異吸光系數降低吸光層材料用量、高缺陷容忍度降低吸光層提純成本。1）如前所述，鈣鈦礦吸光層材料對雜質(zhì)容忍度高，降低材料提純要求進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。2）鈣鈦礦材料吸光系數高，厚度更薄，原料使用量小。

? 更多應用：光伏領(lǐng)域可做疊層電池，非光伏領(lǐng)域鈣鈦礦材料發(fā)光性能優(yōu)異，可拓展豐富的光伏外應用場(chǎng)景。

圖表：鈣鈦礦三大優(yōu)勢：更低成本，更高效率，更多應用

資料來(lái)源：《Science》[2]，《Nano Letter》[3]，《Physical Review Applied》[4]，中金公司研究部

總結：2009-2019年，鈣鈦礦僅用了十年時(shí)間就實(shí)現了晶硅太陽(yáng)能電池用六十多年時(shí)間[5]才完成的由技術(shù)誕生到實(shí)驗室轉換效率突破25%的提升，引起產(chǎn)業(yè)界廣泛關(guān)注。2020年以來(lái)，學(xué)術(shù)界繼續圍繞鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的界面修飾，材料改性展開(kāi)工作，繼續探索提升技術(shù)穩定性、轉換效率的機理研究，多項技術(shù)的突破使得鈣鈦礦具備走出實(shí)驗室、走向產(chǎn)業(yè)化的基礎。

2022年，國內圍繞鈣鈦礦領(lǐng)域的政策文件、產(chǎn)業(yè)落地、投融資活動(dòng)更為活躍：政策方面，多項國家部委頂層設計文件強調加強鈣鈦礦等可再生能源前沿技術(shù)攻關(guān)；產(chǎn)業(yè)進(jìn)展方面，業(yè)內耕耘多年的頭部領(lǐng)軍企業(yè)如協(xié)鑫光電、纖納光電均已于今年中率先開(kāi)始百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)的生產(chǎn)調試工作；極電光能、萬(wàn)度光能等新進(jìn)企業(yè)也于今年三季度開(kāi)始百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)的設備進(jìn)場(chǎng)，我們預計明年上半年將是相關(guān)企業(yè)量產(chǎn)配方、設備驗證的關(guān)鍵期；投融資方面，今年以來(lái)領(lǐng)域內涌現出數十個(gè)產(chǎn)學(xué)結合的初創(chuàng )團隊，鈣鈦礦領(lǐng)域融資活躍程度與日俱增。

海內外院校帶動(dòng)鈣鈦礦實(shí)驗室效率、穩定性持續突破，技術(shù)產(chǎn)業(yè)化在即

經(jīng)過(guò)三個(gè)階段的技術(shù)突破，鈣鈦礦電池在研發(fā)效率方面已取得了長(cháng)足的進(jìn)步。目前單結最高轉換效率已達到25.7%，鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層最高效率為28.0%，鈣鈦礦/晶硅疊層效率最新實(shí)現了31.3%[6]。

圖表：鈣鈦礦技術(shù)發(fā)展歷程

注：圖中紅色效率數字為復盤(pán)開(kāi)端年份和結尾年份根據NREL PV cell efficiency的鈣鈦礦電池轉換效率記錄數據
資料來(lái)源：NREL，《Journal of the American Chemical Society》，《Scientific Reports》，《Nature》，Web of Science，中金公司研究部

產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，頭部企業(yè)進(jìn)入量產(chǎn)驗證期，一級資本加大布局力度

雙碳政策文件加持，鈣鈦礦企業(yè)融資進(jìn)程顯著(zhù)加速

國家部委出臺政策密切關(guān)注鈣鈦礦新材料，促進(jìn)引導一二級資本布局。2020年以來(lái)密集的政策出臺引導了更多一二級資本對鈣鈦礦領(lǐng)域初創(chuàng )企業(yè)的投入，我們認為有望促進(jìn)相關(guān)企業(yè)加速鈣鈦礦量產(chǎn)配方和設備的采購，推動(dòng)量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)的驗證工作。

中國高校鈣鈦礦科研進(jìn)展領(lǐng)先，高校背景初創(chuàng )團隊涌現

國內鈣鈦礦論文發(fā)表、專(zhuān)利申請數量領(lǐng)先，占據產(chǎn)業(yè)化主動(dòng)權。中國研發(fā)團隊實(shí)力雄厚，越來(lái)越多初創(chuàng )團隊正在走出實(shí)驗室，同企業(yè)一起推進(jìn)技術(shù)從實(shí)驗室到產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

圖表：全球鈣鈦礦電池論文發(fā)布數量5000篇/年

資料來(lái)源：Web of Science，中金公司研究部

圖表：國內鈣鈦礦領(lǐng)域專(zhuān)利申請數量迅速提升

注：由于專(zhuān)利申請一般在18個(gè)月后公開(kāi)，所以2019、2020兩個(gè)年度的專(zhuān)數量用虛線(xiàn)表示，僅供參考
資料來(lái)源：中國科學(xué)技術(shù)信息研究所[7]，中金公司研究部

圖表：國內外高校背景鈣鈦礦初創(chuàng )團隊情況梳理（不完全統計）

注：初創(chuàng )企業(yè)、院校團隊合作模式包括但不限于直接持股、間接持股、技術(shù)轉讓、師生關(guān)系等
資料來(lái)源：Google Scholar，Research Gate，中金公司研究部

頭部企業(yè)首條百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)陸續落成，進(jìn)入技術(shù)設備驗證關(guān)鍵期

以協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能、眾能光電、萬(wàn)度光能為首，多家企業(yè)搭建中試線(xiàn)，加速規模量產(chǎn)驗證進(jìn)程。當前鈣鈦礦企業(yè)一條百兆瓦級別量產(chǎn)中試線(xiàn)的投資額在1.5億元-2億元左右，近一年來(lái)越來(lái)越多企業(yè)通過(guò)一級市場(chǎng)融資獲取發(fā)展資金，陸續購置生產(chǎn)設備、搭建百MW級量產(chǎn)中試產(chǎn)線(xiàn)，進(jìn)行鈣鈦礦大面積規?；a(chǎn)工程性問(wèn)題攻堅。上述企業(yè)對于首條百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)穩定量產(chǎn)后的效率目標基本在16-18%之間，成本目標基本在1.5元/瓦以下（首條產(chǎn)線(xiàn)折舊、人工、研發(fā)攤銷(xiāo)更高）。

我們認為明年將是先發(fā)企業(yè)技術(shù)驗證的攻堅之年。若百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)的預期效率、成本、良率目標得以實(shí)現，相關(guān)企業(yè)有望加速啟動(dòng)后續GW級量產(chǎn)產(chǎn)能的建設（目前鈣鈦礦全行業(yè)意向擴產(chǎn)規模已達到接近30GW）。我們認為當前鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)處于從0到1的階段中，目前行業(yè)屬性具有較強先發(fā)技術(shù)優(yōu)勢，各家企業(yè)目前均在積極進(jìn)行技術(shù)方向驗證，我們看好研發(fā)團隊出眾、融資順利、設備合作領(lǐng)先的先行企業(yè)，能夠率先實(shí)現量產(chǎn)技術(shù)突破，獲得先發(fā)優(yōu)勢。

圖表：多家企業(yè)齊頭并進(jìn)，2H22到2023年產(chǎn)業(yè)有望看到多條百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)落地（不完全統計）

資料來(lái)源：公司公告，中金公司研究部

總結：鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)進(jìn)入由0到1階段，目前以協(xié)鑫光電，纖納光電，極電光能等為首的鈣鈦礦先行企業(yè)紛紛布局中試線(xiàn)，在電池結構、材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設備等方面各顯神通，力圖突破穩定性、大面積制備、效率的三角難題。

我們預計首批百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)若順利實(shí)現產(chǎn)線(xiàn)調通、產(chǎn)能爬坡以及良率提升，目標效率16%、成本1.51元/瓦，對應度電成本0.38元/度，較晶硅高23%。后續若能進(jìn)入GW級量產(chǎn)時(shí)代，通過(guò)采購量和轉換效率提升攤薄成本，目標實(shí)現效率18%、成本1.1元/瓦，度電成本較晶硅差距縮窄至6%，我們預計量產(chǎn)初期BIPV市場(chǎng)有望成為鈣鈦礦企業(yè)的“孵化器”。

展望遠期，我們看好鈣鈦礦技術(shù)在效率提升，原料成本，設備投資成本，生產(chǎn)能耗等方面的潛力，單結鈣鈦礦組件通過(guò)規模效應和主輔材國產(chǎn)化，有望最終實(shí)現效率25%、成本0.68元/瓦，對應度電成本0.255元/度，較我們測算的晶硅極限低11%，從而提高鈣鈦礦技術(shù)競爭力，打開(kāi)電站市場(chǎng)空間。

不同于晶硅的PN結發(fā)電結構，典型單結鈣鈦礦電池結構為p-i-n結構，由透明電極，n型電子傳輸層(ETL)，本征鈣鈦礦層(i)，p型空穴傳輸層(HTL)，背電極五種膜層組成。

圖表：鈣鈦礦電池各膜層作用

注：電子/空穴傳輸層在電子空穴傳輸過(guò)程中起到能量階梯式緩沖作用，故稱(chēng)緩沖層

資料來(lái)源：KIT[8]，中金公司研究部

圖表：鈣鈦礦電池發(fā)電原理

資料來(lái)源：《Nature Photonics》，中金公司研究部

企業(yè)量產(chǎn)嘗試平面正式、平面反式、介孔三種不同鈣鈦礦電池結構

基于上述原理，實(shí)際量產(chǎn)化路徑中，鈣鈦礦單結電池延申出平面正式、平面反式和介孔三種電池結構。。目前我們統計五在運/在建單結鈣鈦礦量產(chǎn)中試線(xiàn)中，采用平面正式、平面反式、介孔電池結構的分別有0條、3條、1條，以及一條電池結構未公開(kāi)。

? 平面正式結構鈣鈦礦電池：可分為導電玻璃/電子傳輸層/鈣鈦礦層/空穴傳輸層/金屬氧化物電極五層。早期敏化電池多采用正式結構，研發(fā)歷史更久、參與研究者更多，因此目前單結鈣鈦礦電池的最高轉換效率25.7%[9]仍由平面正式結構創(chuàng )造保持，但平面正式結構的生產(chǎn)成本和長(cháng)期穩定性仍需實(shí)證驗證。據我們了解，目前在投首條量產(chǎn)試制線(xiàn)中，暫無(wú)企業(yè)公開(kāi)其采用的是平面正式結構。

? 平面反式結構鈣鈦礦電池：可分為導電玻璃/空穴傳輸層/鈣鈦礦層/電子傳輸層/金屬氧化物電極五層，空穴/電子傳輸層位置與正式結構相反。平面反式結構被部分企業(yè)和實(shí)驗室認為在生產(chǎn)成本和穩定性方面比平面正式結構具備優(yōu)勢。近年來(lái)，隨界面鈍化技術(shù)的突破和PTAA空穴傳輸層材料的導入，目前平面反式結構實(shí)驗室最高轉換效率已達25.37%[10]，與平面正式結構（25.7%）差距顯著(zhù)縮小。據我們了解，協(xié)鑫光電、極電光能、無(wú)錫眾能目前均在首條量產(chǎn)試制線(xiàn)中采用/計劃采用平面反式結構[11]。

? 介孔結構鈣鈦礦電池：可分為導電玻璃/致密二氧化鈦層/介孔二氧化鈦層+鈣鈦礦層/介孔二氧化鋯層+鈣鈦礦層/碳電極+鈣鈦礦層共五層。介孔結構最大優(yōu)勢在于高穩定性，在實(shí)驗室被證實(shí)13000 h無(wú)明顯衰減。此外，介孔結構采用厚膜工藝（介孔電池厚度13微米，平面結構厚度幾百納米），對于玻璃基底的平整度和鍍膜、激光設備精度要求有所下降，有望降低投資成本和材料成本。但由于無(wú)空穴傳輸層輔助電荷傳輸，介孔電池效率或受制約，目前已報道的實(shí)驗室最高轉換效率經(jīng)由第三方測試的為17.7%、自測的為18.8%，與平面結構25%+的效率記錄存在一定差距。據我們了解，萬(wàn)度光能目前在首條量產(chǎn)試制線(xiàn)中采用/計劃采用介孔結構[12]。

圖表：鈣鈦礦平面正式、平面反式、介孔電池結構特性對比以及企業(yè)布局情況（不完全統計）

注：不完全統計，若有遺漏或出入，請以公司口徑為準
資料來(lái)源：《Science》，《Nature》，《Joule》，中金公司研究部

企業(yè)積極開(kāi)展材料體系-制備工藝-生產(chǎn)設備驗證迭代

在電池結構的頂層差異之外，企業(yè)中試線(xiàn)目前正積極展開(kāi)材料體系-制備工藝-生產(chǎn)設備的技術(shù)驗證與迭代。通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程試錯迭代對各環(huán)節進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，不斷實(shí)現效率和穩定性的提升以達到生產(chǎn)目標。以平面正式結構為例，鈣鈦礦組件制備主要涉及11道工序和4類(lèi)設備。

圖表：鈣鈦礦電池工藝流程，設備選型與材料體系

注：除背面電極沉積基本只能采用真空鍍膜外，其他膜層根據不同材料體系可選擇鍍膜或涂布設備生產(chǎn)
資料來(lái)源：極電光能官網(wǎng)，寶萊官網(wǎng)，捷佳偉創(chuàng )官網(wǎng)，東麗官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表：鈣鈦礦電池涂布技術(shù)和鍍膜技術(shù)比較

資料來(lái)源：極電光能公司官網(wǎng)，CPIA，中金公司研究部

圖表：鈣鈦礦團隊產(chǎn)線(xiàn)技術(shù)選型情況匯總（不完全統計）

注：“/”部分為公開(kāi)可引用資料缺失，不一定代表公司實(shí)際情況。上表為不完全統計，若有遺漏或出入，請以公司口徑為準
資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，Wind，中金公司研究部

機遇與挑戰并存，量產(chǎn)著(zhù)力解決性能穩定性、大面積制備兩大難題

鈣鈦礦在實(shí)驗室和理論層面的高效率、低成本潛力已經(jīng)得到業(yè)內的廣泛認可，目前行業(yè)進(jìn)入量產(chǎn)初期，需要企業(yè)通過(guò)持續對自身的材料體系-制備工藝-生產(chǎn)設備進(jìn)行試錯與迭代，重點(diǎn)攻克鈣鈦礦大面積量產(chǎn)制備的產(chǎn)能利用率和產(chǎn)品良率、鈣鈦礦組件運行性能穩定性兩大課題。此外，部分先行企業(yè)也提出鈣鈦礦制備對于激光劃線(xiàn)精度要求或提高，工藝也有一定難度。我們認為待各家企業(yè)的量產(chǎn)中試線(xiàn)解決以上工程問(wèn)題，則鈣鈦礦有望真正步入量產(chǎn)元年。

? 鈣鈦礦大面積量產(chǎn)制備方面，鈣鈦礦電池中的研發(fā)過(guò)程多采用溶液旋涂法，該方法只適用于小面積電池片的制備，無(wú)法滿(mǎn)足量產(chǎn)的需求。為解決量產(chǎn)制備問(wèn)題，研發(fā)人員設計了：

1）溶液涂布；2）真空鍍膜等方法，但大面積制備的均勻性、批次穩定性、連續重復生產(chǎn)能力仍需重點(diǎn)攻克，量產(chǎn)線(xiàn)的良率等問(wèn)題仍需提升和驗證。我們渠道調研結果來(lái)看，目前鈣鈦礦量產(chǎn)中試線(xiàn)在爬坡過(guò)程中，當前目標是實(shí)現產(chǎn)線(xiàn)的連續運行、提升產(chǎn)能利用率，下一步再推進(jìn)產(chǎn)品良率的提升工作。

? 鈣鈦礦組件運行的性能不穩定性主要來(lái)自?xún)煞矫妫?/span>一方面，鈣鈦礦材料本身具有物理不穩定性，離子鍵相比晶硅共價(jià)鍵更易分解和發(fā)生離子遷移；另一方面，鈣鈦礦材料和空穴傳輸層材料具有化學(xué)不穩定性，對水汽，光，熱等環(huán)境條件較為敏感[13]（如遇水容易分解，遇200-300度以上高溫會(huì )分解），兩方面共同帶來(lái)鈣鈦礦組件發(fā)電效率隨運行時(shí)間下降，以及極端情形下導致組件損壞。為進(jìn)一步解決性能穩定性問(wèn)題，業(yè)內有幾條較為明確的努力方向：

1）尋找分子結構相對穩定的鈣鈦礦材料配方，如混合陽(yáng)離子體系，改善鈣鈦礦材料自身穩定性（添加劑工程）；

2）采用高阻水POE+丁基膠+雙玻進(jìn)行組件封裝，阻隔水氧，降低運行過(guò)程鈣鈦礦分解風(fēng)險；

3）空穴/電子傳輸層采用摻雜或其他更為穩定無(wú)機化合物體系進(jìn)行替代，提高電池整體壽命；

4）控制生產(chǎn)過(guò)程的水氧環(huán)境條件。

? 此外，就鈣鈦礦組件穩定性問(wèn)題，需要注意到目前鈣鈦礦組件不穩定的理論機理尚不完善，多數鈣鈦礦組件仍處于技術(shù)驗證階段，尚未通過(guò)第三方IEC穩定性測試；此外，鈣鈦礦大面積組件穩定性的測試環(huán)境亦尚不成熟，目前僅有纖納光電小面積組件取得了TüV北德和德國VDE的IEC認證（2019年為行業(yè)首家[14]），萬(wàn)度光能小面積組件根據論文信息已測試通過(guò)超過(guò)9倍IEC無(wú)衰減。而大面積組件方面，境內外的第三方認證機構目前均沒(méi)有符合條件的大型穩態(tài)光源對大面積鈣鈦礦組件進(jìn)行穩定性和效率測試（只有瞬時(shí)光源，無(wú)法測準鈣鈦礦組件效率）。因此，目前協(xié)鑫光電平米大組件于2022年5月自測通過(guò)了雙85，冰雹等條件，但受制于大面積認證條件、未能進(jìn)行第三方認證。

圖表：鈣鈦礦組件量產(chǎn)著(zhù)力解決性能穩定性、大面積制備兩大挑戰

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如何在鈣鈦礦量產(chǎn)過(guò)程中解決性能穩定性、大面積制備問(wèn)題的同時(shí)，兼顧實(shí)現鈣鈦礦高效率、低成本的原有優(yōu)勢，是評判量產(chǎn)企業(yè)技術(shù)路線(xiàn)（包括材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設備）優(yōu)劣的核心指標。鈣鈦礦技術(shù)雖有高效，低成本，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢，但量產(chǎn)過(guò)程難以實(shí)現效率，大面積，穩定性，成本四要素的兼顧：

? 實(shí)驗室效率記錄與測試面積成反比：鈣鈦礦在0.1cm2的測試面積下創(chuàng )造了25.7%的實(shí)驗室效率記錄，隨測試面積提升至20cm2以上，實(shí)驗室認證效率下降至22%以下，隨測試面積進(jìn)一步提升至和傳統晶硅組件相同的平米級別，實(shí)驗室效率再次下降至15%左右。

? 實(shí)驗室效率記錄與電池壽命成反比：受材料體系制約，轉換效率>20%的材料體系電池壽命較短（<1000 h），效率較低<18%的材料體系電池壽命更長(cháng)（>10000 h）。

? 實(shí)驗室沖擊效率記錄往往使用量產(chǎn)無(wú)法承受的高成本材料：實(shí)驗室沖擊高效記錄的鈣鈦礦電池多采用金電極、Spiro-OMeTAD空穴材料等較昂貴的材料，量產(chǎn)化采用的低成本替代材料一定程度上犧牲了部分效率。

? 提升鈣鈦礦戶(hù)外穩定性所用的封裝技術(shù)增加一定生產(chǎn)成本：鈣鈦礦材料自身穩定性較差，需要更優(yōu)水氣阻隔的膠膜材料，以及增加組件封邊工序，帶來(lái)封裝成本的略微提升。

綜上，鈣鈦礦技術(shù)解決大面積制備均勻性，組件穩定性?xún)纱箅y點(diǎn)，實(shí)現各要素兼顧發(fā)展時(shí)，有望迎來(lái)大規模導入。

圖表：各要素協(xié)同發(fā)展速度決定鈣鈦礦大規模量產(chǎn)進(jìn)度

目前晶硅成本競爭力較強，未來(lái)鈣鈦礦技術(shù)降本空間大，成本極限低。根據我們估算，當前晶硅組件的垂直一體化（硅料-硅片-電池-組件）生產(chǎn)成本概算約1.13元/W；我們預計遠期通過(guò)各環(huán)節單位能耗、物耗的繼續下降，以及光電轉換效率提升帶來(lái)的通量成本攤薄，晶硅組件的垂直一體化成本極值有望降至約0.94元/W左右。

而鈣鈦礦組件的垂直一體化（電池-組件）生產(chǎn)成本在當前百兆瓦量產(chǎn)中試線(xiàn)完成產(chǎn)能爬坡、良率提升后，生產(chǎn)成本概算約1.51元/W（基于16%的轉換效率），我們預計后續吉瓦級量產(chǎn)線(xiàn)通過(guò)采購量提升帶動(dòng)輔材、耗材、設備單價(jià)下降，生產(chǎn)成本有望降至約1.1元/W左右；我們預計遠期通過(guò)設備、輔材、耗材國產(chǎn)化，以及光電轉換效率提升帶來(lái)的通量成本攤薄，鈣鈦礦組件的垂直一體化成本極限值有望降至約0.68元/W左右（基于25%的轉換效率）。

若后續在實(shí)驗室和量產(chǎn)層面，鈣鈦礦組件轉換效率有進(jìn)一步突破、通過(guò)鈣鈦礦雙結疊層實(shí)現35%的轉換效率，則鈣鈦礦組件還有進(jìn)一步的降本空間（至0.57元/瓦）。下文我們主要分析單結鈣鈦礦組件的降本提效展望。

圖表：鈣鈦礦組件與晶硅組件，當前一體化生產(chǎn)成本與預期成本極值對比

注：其他封裝材料包括鋁邊框，膠膜，接線(xiàn)盒等。鈣鈦礦耗材包括電荷傳輸層和電極鍍膜使用的靶材；未來(lái)目標成本的估算，晶硅組件采取CPIA對于2030年各項生產(chǎn)參數的預期，結合CICC組件成本測算模型得到，鈣鈦礦組件目標成本基于企業(yè)公開(kāi)交流的各項成本下降預期，結合CICC對于鈣鈦礦組件降本原理的理解，輸入CICC組件成本測算模型得到
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分環(huán)節來(lái)看：

? 固定資產(chǎn)折舊成本方面，我們估算未來(lái)有近60%的降本空間，成本占比7%。當前百兆瓦產(chǎn)線(xiàn)上，鈣鈦礦組件一體化產(chǎn)能的單吉瓦固定資產(chǎn)投入約13億元/吉瓦，采取10年折舊對應滿(mǎn)產(chǎn)且良率穩定后的單位固定資產(chǎn)折舊成本為0.13元/瓦，較晶硅組件一體化產(chǎn)能的單位折舊高60%。

這主要是由于鈣鈦礦電池膜層更薄，生產(chǎn)過(guò)程逐步向半導體行業(yè)邁進(jìn)，生產(chǎn)所采用的真空鍍膜設備，涂布設備等核心設備對精密度，真空運行條件提出了較晶硅組件更高的要求，并且目前行業(yè)處于導入初期，仍有許多設備或其核心零部件依賴(lài)進(jìn)口，因此設備投資額及其對應的固定資產(chǎn)單位折舊額高于晶硅。

未來(lái)我們認為若鈣鈦礦步入吉瓦級量產(chǎn)時(shí)代，隨采購量提升，鈣鈦礦組件一體化產(chǎn)能的單吉瓦固定資產(chǎn)投入有望壓縮至10億元/吉瓦。規?；?，若鈣鈦礦進(jìn)入成長(cháng)成熟階段，隨產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同合作的進(jìn)一步深化，核心設備及其零部件若實(shí)現國產(chǎn)替代，則鈣鈦礦組件一體化產(chǎn)能的單吉瓦固定資產(chǎn)投入有望從13億元/吉瓦下降至5億元/吉瓦，對應固定資產(chǎn)折舊單位成本為0.05元/瓦。

圖表：鈣鈦礦設備當前投資成本約13億/GW，未來(lái)下降空間近60%

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? 能耗動(dòng)力成本方面，我們估算未來(lái)有近60%的降本空間，成本占比7%。晶硅組件一體化生產(chǎn)過(guò)程中，硅料還原生長(cháng)、單晶拉晶、電池組件制造的最高工藝溫度分別1480℃、1200℃、800℃，我們估算綜合生產(chǎn)電耗達到0.26 kwh/W；鈣鈦礦電池組件一體化生產(chǎn)由于采用溶液法低溫制備，整體工藝溫度不超過(guò)250℃，我們估算綜合生產(chǎn)電耗僅0.15 kwh/W，相比晶硅節約了近40%。

考慮到晶硅生產(chǎn)過(guò)程中硅料、硅片兩大高耗電環(huán)節生產(chǎn)基地往往選址于電費更低的我國西北地區以降低電力成本，而晶硅以及鈣鈦礦電池組件環(huán)節為靠近港口便于向客戶(hù)運輸往往選址于電費更高的我國東部地區。我們考慮度電電價(jià)劣勢后，鈣鈦礦組件百兆瓦量產(chǎn)線(xiàn)的目標生產(chǎn)電力成本約0.13元/瓦，較晶硅生產(chǎn)的電力成本高近40%。

未來(lái)，隨鈣鈦礦組件轉換效率提升（從量產(chǎn)試制線(xiàn)目標16%，到規?；髥谓Y轉換效率目標25%，后續測算保持相同假設）攤薄度電電耗，以及規?；鬂撛诘碾妰r(jià)優(yōu)惠（與當前晶硅電池組件電價(jià)拉平）我們預計鈣鈦礦組件生產(chǎn)電力成本有望降至0.05元/瓦。

圖表：溶液法低溫制備，鈣鈦礦組件生產(chǎn)能耗低于晶硅組件

資料來(lái)源：Solarzoom，中金公司研究部

? 吸光層材料成本方面，我們估算未來(lái)有60%的降本空間，成本占比3%。當前我們估算鈣鈦礦組件百兆瓦量產(chǎn)線(xiàn)的目標鈣鈦礦材料成本為0.05元/W，與晶硅組件中硅片的材料成本相比僅為其1/3。這主要是受益于：

1）鈣鈦礦材料原材料易得，原料成本低，價(jià)格周期性弱；2）吸光層材料對雜質(zhì)容忍度高，降低材料提純要求進(jìn)而降低生產(chǎn)成本；3）鈣鈦礦材料吸光系數高，厚度更?。ㄆ髽I(yè)生產(chǎn)的鈣鈦礦吸光層厚度目標為400-600nm，僅為晶硅硅片厚度的0.3-0.4%），原料使用量小。規?；?，隨鈣鈦礦組件轉換效率提升攤薄材料消耗，我們預計鈣鈦礦組件的吸光層材料成本有望降至0.02元/瓦。

? 組件封裝材料成本方面，我們估算未來(lái)有50%的降本空間，成本占比63%。針對鈣鈦礦組件，組件封裝材料需求主要包括TCO基板玻璃*1、背板浮法玻璃*1、POE膠膜*1、丁基膠封裝材料、接線(xiàn)盒以及鋁邊框等，我們估算鈣鈦礦組件百兆瓦量產(chǎn)線(xiàn)的目標封裝材料總成本約0.8元/瓦，較晶硅高35%，主要或由于鈣鈦礦量產(chǎn)試制線(xiàn)目標效率（16%）低于晶硅組件當前效率（21%+）導致單瓦成本更高；除此之外，鈣鈦礦組件TCO玻璃、基板玻璃、POE膠膜的合計成本與晶硅組件雙面壓延玻璃、雙面EVA膠膜的合計成本基本一致。隨采購量提升和TCO玻璃、丁基膠材料國產(chǎn)化導入，以及鈣鈦礦組件效率的提升，我們預計規?；筲}鈦礦組件的封裝材料成本有望下降至0.43元/瓦。

? 其他成本包括人工成本以及靶材成本，成本占比4%以及16%。我們預計人工成本通過(guò)產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化改造、技術(shù)路線(xiàn)穩定后人員配置優(yōu)化，有望從量產(chǎn)試制線(xiàn)目標的0.11元/W降低70%至規?；蟮?.03元/W；我們預計靶材成本通過(guò)采購量提升拉低單價(jià)以及轉換效率提升通量攤薄，有望從量產(chǎn)試制線(xiàn)目標的0.3元/W降低60%至規?；蟮?.11元/W。

總結：鈣鈦礦組件當前仍處于產(chǎn)業(yè)化從0到1的關(guān)鍵驗證期，若量產(chǎn)中試線(xiàn)的各項生產(chǎn)指標達到企業(yè)預期，企業(yè)有望啟動(dòng)GW級產(chǎn)線(xiàn)建設，推動(dòng)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)走向規?；?。我們預計，在鈣鈦礦量產(chǎn)初期度電成本仍高于晶硅，我們預計BIPV市場(chǎng)有望成為鈣鈦礦企業(yè)的“孵化器”；后續隨提效降本帶動(dòng)度電成本下降、鈣鈦礦組件預期度電成本極限低于晶硅，技術(shù)進(jìn)步有望逐步打開(kāi)應用空間、向標準地面、分布式光伏電站市場(chǎng)滲透。

基于當前企業(yè)的產(chǎn)能規劃，我們預計2026年鈣鈦礦國內總產(chǎn)能突破25GW，我們預計到2026年鈣鈦礦制造行業(yè)、設備行業(yè)2026年年產(chǎn)值有望突破400億元/100億元。從投資機遇方面，從制造企業(yè)角度，目前鈣鈦礦材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設備仍處于快速試錯迭代期，我們認為技術(shù)高速成長(cháng)期頭部企業(yè)具備先發(fā)優(yōu)勢，行業(yè)后發(fā)優(yōu)勢并不明顯；從產(chǎn)業(yè)鏈角度，與晶硅相比，我們認為核心變化在于對封裝環(huán)節要求邊際提高，膠膜用量減半，但POE或將替代EVA；玻璃厚度提升，但浮法玻璃、TCO導電玻璃或將替代壓延玻璃；ITO/鈣鈦礦層/傳輸層/鈍化層靶材迎來(lái)增量需求。設備方向，涂布設備、PVD設備迎來(lái)增量需求，激光設備精度要求提升或影響企業(yè)格局。

樂(lè )觀(guān)情形下，我們預計鈣鈦礦行業(yè)2026年規模突破25GW，制造產(chǎn)值突破400億元/年

鈣鈦礦量產(chǎn)初期度電成本仍高于晶硅，我們預計BIPV市場(chǎng)有望成為鈣鈦礦企業(yè)的“孵化器”。以目前性?xún)r(jià)比來(lái)看，我們認為鈣鈦礦組件有望率先憑借其透光性良好、透光度可調、熱斑效應低等特點(diǎn)在價(jià)格敏感度更低、安全美觀(guān)要求更高的BIPV（光伏建筑一體化市場(chǎng)）率先實(shí)現初期應用，目前極電光能、無(wú)錫眾能、纖納光電等鈣鈦礦初創(chuàng )企業(yè)均推出了/計劃推出面向BIPV市場(chǎng)的產(chǎn)品。

隨提效降本帶動(dòng)度電成本下降、鈣鈦礦組件理論度電成本極限低于晶硅，技術(shù)進(jìn)步有望逐步打開(kāi)應用空間、向標準地面、分布式光伏電站市場(chǎng)滲透。結合我們上文測算，我們估算鈣鈦礦單結組件、全鈣鈦礦雙結疊層組件的度電成本極限分別約0.255元/度、0.224元/度，較單結晶硅組件的極限值（0.285元/度）分別低11%、21%。若鈣鈦礦電池組件技術(shù)進(jìn)步實(shí)現這一度電成本目標值，則將撬動(dòng)標準地面、分布式光伏電站的千億元市場(chǎng)空間。

圖表：鈣鈦礦理論度電成本極限優(yōu)于晶硅

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基于當前企業(yè)的產(chǎn)能規劃，我們預計2026年鈣鈦礦國內總產(chǎn)能突破25GW，我們預計鈣鈦礦制造行業(yè)、設備行業(yè)2026年年產(chǎn)值有望突破400億元/100億元。

圖表：鈣鈦礦全行業(yè)擴產(chǎn)目標梳理

資料來(lái)源：公司公告，中金公司研究部

圖表：鈣鈦礦制造行業(yè)及設備行業(yè)產(chǎn)值測算

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鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)投資新方向：制造企業(yè)代際輩出，輔材、設備企業(yè)彎道超車(chē)

圖表：鈣鈦礦對現有晶硅電池產(chǎn)業(yè)鏈的沖擊可能性

資料來(lái)源：中金公司研究部

? 組件主材方面，由于核心吸光材料變化，光伏晶硅主產(chǎn)業(yè)鏈面臨最多變化。鈣鈦礦替代晶體硅作為太陽(yáng)能電池的吸光材料，或對晶硅電池光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的硅原料提純（硅料生產(chǎn)）、摻雜處理（硅片生產(chǎn)）、鍍膜金屬化（電池生產(chǎn)）、串焊封裝（組件生產(chǎn)）全產(chǎn)業(yè)鏈流程帶來(lái)重大變化，除組件生產(chǎn)環(huán)節層壓、封裝兩大工序沿用外，組件串焊（鈣鈦礦組件直接大面積成型，不再需要串焊）以及上游的硅料、硅片、電池三大生產(chǎn)環(huán)節的設備、輔材、耗材均面臨顛覆性變化。

圖表：鈣鈦礦組件vs晶硅組件全流程生產(chǎn)過(guò)程差異對比

資料來(lái)源：極電光能公司官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表：上市公司對鈣鈦礦技術(shù)密切關(guān)注，部分已有中試線(xiàn)布局

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? 電池輔材方面：與晶硅相比，鈣鈦礦靶材原料需求提升，由于吸光材料組分改變、導電漿料不再使用純銀漿。

? 新增靶材原料，需求提升：靶材是鈣鈦礦電池核心原料之一，電池結構中的電子傳輸層、空穴傳輸層、背電極等采用不同種類(lèi)的靶材原料通過(guò)真空鍍膜法制得。據企業(yè)披露，電池透明導電背電極目前主要使用較為成熟的氧化銦錫ITO材料作為靶材。ITO靶材先前應用于異質(zhì)結電池，鈣鈦礦電池技術(shù)發(fā)展將進(jìn)一步提升靶材需求量。

? 由于吸光材料改變，銀漿不再使用：由于銀會(huì )跟鈣鈦礦材料中的鹵化離子反應氧化發(fā)黑，所以鈣鈦礦導電電極材料不再使用晶硅電池中常用的銀漿，而是用金屬透明氧化物代替。

? 組件輔材方面：與晶硅相比，鈣鈦礦對于水汽，光，熱等外部條件更為敏感，提高對于封裝環(huán)節的品質(zhì)要求，趨勢上封裝環(huán)節難度、重要性有所提升。

? 接線(xiàn)盒、鋁邊框用量及性能需求保持不變：封裝常規使用的接線(xiàn)盒和鋁邊框基本保持不變。

? 膠膜用量減半，且性能要求發(fā)生變化：一方面，由于鈣鈦礦電池在TCO導電玻璃上直接成形，僅頂部需要進(jìn)行封裝，因此膠膜的使用從雙面變成單面；另一方面，由于EVA膠膜可能與鈣鈦礦ABX3組分發(fā)生反應，所以鈣鈦礦電池必須用POE膠膜而無(wú)法用EVA膠膜封裝；同時(shí)，針對POE膠膜需要謹慎選擇其使用的交聯(lián)劑的種類(lèi)，交聯(lián)劑可能是強氧化劑，鈣鈦礦電池封裝需要用熱固型POE。

? 玻璃用量不變甚至增加，但性能要求發(fā)生變化：一方面，由于鈣鈦礦是基于組件的一步式生產(chǎn)，前板玻璃直接采用TCO導電玻璃。另一方面，由于鈣鈦礦膜層薄，對于玻璃的平整度亦要求高于晶硅，因此雙面均使用浮法玻璃而非帶有壓花的光伏壓延玻璃；最后，目前出于可靠性考慮，鈣鈦礦企業(yè)往往選用雙面3.2mm玻璃進(jìn)行封裝，后續隨工藝穩定，可能考慮向雙面2.0mm玻璃切換降低用量和成本。

? 由于封裝工藝改變，焊帶不再使用：由于從電池到組件的封裝工藝變化，鈣鈦礦電池組件為大面積直接成型，晶硅電池是先小面積制備再串焊成大面積組件，因此鈣鈦礦組件封裝環(huán)節不再需要輔材焊帶。

? 產(chǎn)業(yè)鏈設備方面，核心設備不兼容，后道設備或可改良：對于設備企業(yè)而言，鈣鈦礦電池的主要工序（薄膜制備）一般采用真空鍍膜/溶液涂布兩類(lèi)，與當前晶硅光伏生產(chǎn)設備并不兼容，因此域內、域外企業(yè)均需重新開(kāi)發(fā)適合鈣鈦礦生產(chǎn)的薄膜設備。此外，由于鈣鈦礦電池中的有機組分熱穩定性相對較差，容易燒壞，激光設備精度要求高于傳統光伏、接近于半導體工藝。最后，后道層壓、封裝設備與晶硅有一定的共同性。

圖表：鈣鈦礦電池組件產(chǎn)業(yè)鏈輔材、設備企業(yè)產(chǎn)品線(xiàn)和出貨進(jìn)度（不完全統計）

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