光伏潜力赛道 钙钛矿电池有望获市场重视

光伏潜力赛道 钙钛矿电池有望获市场重视
2023年07月03日 18:29 同花顺

七月开门红,大盘成交额过万亿,光伏、储能等赛道方向走强,近期走势活跃的钙钛矿电池板块冲高回落,后市有望反复活跃。近日,经全球权威机构TUV-SUD的严格检测认证,极电光能在0.72m2钙矿量产组件上创造了17.18%的全面积效率。这是第三方机构检测的商用尺寸钙钛矿组件全面积效率首次突破17%。消息引发市场对于钙钛矿电池板块的持续关注。相关概念股纷纷走强,在7月3日盘中,金晶科技冲击涨停,耀皮玻璃京山轻机德龙激光纷纷走强。

钙铁矿太阳能电池,是利用钙矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。光伏电池从第一代以晶硅为主,第二代以薄膜电池为主,典型代表为铜钢硒(CIGS)、确化(CdTe)电池,第三代为以钙矿为代表的新型太阳能电池。钙铁矿太阳能电池具备理论转化光电转化效率高、综合成本下降空间大、产线投资低、生产流程短的优势。

第一代、第二代、第三代太阳能电池技术发展趋势

资料来源:IFIND、信达证券资料来源:IFIND、信达证券

更高效率更低成本

钙钵矿材料拥有独特的半导体材料性质,使其拥有更高的理论和实验室转换效率、更低的理论生产成本。钙铁矿电池的研究起步较晚,但其转换效率进步速度远快于晶硅电池。钙铁矿电池仅用十余年时间就将转换效率从3.8%提升至25.8%,相对短时间获得了主流晶硅电池近40年才取得的成绩,这与其材料本身的性能优势密切相关。钙钛矿吸光层材料对杂质容忍度高,降低材料提纯要求进而降低生产成本。

钙钛矿电池转换效率进步速度快于晶硅电池

资料来源:IFIND、信达证券资料来源:IFIND、信达证券

钙钛矿电池量产元年

钙钛矿在实验室和理论层面的高效率、低成本潜力已经得到业内的广泛认可,目前行业进入量产初期。需要企业通过持续对自身的材料体系-制备工艺-生产设备进行试错与迭代,重点攻克钙钛矿大面积量产制备的产能利用率和产品良率、钙钛矿组件运行性能稳定性两大课题。

目前以协鑫光电,纤纳光电,极电光能等为首的钙钛矿先行企业纷纷布局中试线,在电池结构、材料体系、制备工艺、生产设备等方面各显神通。中金认为,在2023年钙钛矿在团队、产能、资本市场三个维度均将继续突破,由此带来钙钛矿产业链投资机会:

团队从110不完全统计,2021年国内全行业扩产两条/200兆瓦钙钵矿中试线,分别来自纤纳光电、协鑫光电,据我们了解当前转换效率在14-16%之间。

2022年国内全行业扩产三条/350兆瓦钙钦矿中试线,分别来自极电光能、万度光能、无锡众能,据我们了解当前处于产线调试爬坡阶段,效率数据有望于明年上半年产出。

预计2023年国内全行业扩产规模乐观情况下有望达到六条/1000兆瓦,分别来自仁烁光能、光晶能源、脉络科技等。团队中试线进入从1到10阶段,各家企业在电池结构、材料体系、工艺设备上各有特色,首先实现效率目标,随后提高利用率、良率、稳定性表现,为后续扩产明确工艺路线。

GW级产线从01不完全统计,在百兆瓦产线进度上领跑的纤纳光电、协鑫光电、极电光能均在2023年有GW级产线扩产计划。根据我们调研了解,GW级产线相关的设计、建设、招标工作最快均有望于2023年上半年启动,推动全国钙钦矿产业规模实现量变,给相关产业链公司业绩带来更大弹性。

二级市场从01我们预计钙矿初创公司的融资轮次有望持续向前推进。此外,上市公司以参股形式介入钙钵矿制造初创领域的案例我们统计已不少于两家,我们判断未来二级市场钙钵矿领域活跃公司有望与日俱增。

商用组件效率首次突破17%成催化剂

2023年把握钙钵矿的行业重要事件(如行业大会、稳定性认证、商业化出货等)和公司重要事件(如头部企业GW级产线招标、融资推进等)节点,或将是钙矿主题投资的主要窗口。本次极电光能商用尺寸钙钛矿组件全面积效率首次突破17%,即是催化剂。

从投资方向来看,重点关注钙钵矿相比晶硅带来的增量市场和流程变化:吸光材料由晶硅变为钙钵矿,会省去晶硅产业链上游硅料、硅片、以及中游电池到组件的串焊环节,投资机会集中于保留下来的电池制备、组件封装两大环节。这两大环节当前相关生产制造公司以非上市公司为主,而相关生产设备和制造辅材则有上市公司活跃其中。

钙钛矿产业链图谱(电池制造,组件封装,设备)

资料来源:IFIND中金公司资料来源:IFIND中金公司

如何把握钙钛矿电池投资方向?

我们认为,钙钛矿产业链重点关注上游设备以及辅材。钙钛矿核心层设备具备高弹性,激光划线设备具备高确定性,辅材上,重点关注ITO靶材、TCO导电玻璃、丁基胶以及POE粒子胶膜四大方向。

设备

蒸镀设备:

捷佳伟创:公司2022年实现了PRD设备、蒸镀设备订单的落地,其中PRD设备进展较快,客户反馈良好。此外,公司钙钛矿整线设备的研发已完成,目前正在与下游客户接洽沟通过程中。

京山轻机:公司目前已布局PVD、蒸镀、ALD等核心镀膜设备,以及玻璃清洗机、干燥机、封装设备,是目前上市公司中在钙钛矿设备领域布局较为全面的企业之一。其中公司推出的PVD溅射设备已成熟,蒸镀设备也已实现多个客户的出货,此外公司与高校合作开发的空间式ALD设备正在客户端验证,该设备解决了传统ALD设备效率低的问题,有望在电子传输层中实现应用。

奥来德(科创板):公司立足于现有OLED蒸镀设备及材料的技术积累,正式向钙钛矿光伏电池领域进军。2022年11月公司公告建设钙钛矿蒸镀设备开发项目、有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件开发项目,布局钙钛矿专用蒸镀设备以及空穴传输层材料。

激光设备:

大族激光:大族激光表示,在钙钛矿电池行业几家龙头、前沿研究机构均取得激光设备的交付销售,及大尺寸激光加工设备的整线交付。

帝尔激光:帝尔激光在互动平台表示,钙钛矿的膜层往上依次为TCO层、钙钛矿层、电极层,公司激光在每一层都有相应的应用,同时,还可以考虑在边绝缘上的应用。我们一直保有钙钛矿激光技术储备,2022年公司已有钙钛矿工艺设备订单的交付。

德龙激光(科创板):公司推出了针对钙钛矿薄膜太阳能电池生产整段设备,包括P0层激光打标设备,P1、P2、P3激光划线设备,P4激光清边设备及其中一系列自动化设备,目前设备已投入客户量产线使用,率先实现百兆瓦级规模化量产。

杰普特(科创板):杰普特获得钙钛矿光伏电池领先企业协鑫光电首张订单,为其打造百兆瓦钙钛矿光伏电池量产线激光划线全套设备。杰普特从自身激光光源核心优势出发,发展出较强激光工艺能力,自研发出全球首台柔性钙钛矿划线设备。

涂布机:

曼恩斯特:公告成功拿下钙钛矿领域狭缝涂布机首单,基板尺寸1200×600mm,此前公司已小批量出货钙钛矿涂布模头,本次在涂布机领域正式突破,后续2×1m产品也有储备,进一步打开市场空间。

整线:

奥联电子(维权):2022年12月9日公司发布公告,与胥明军共同出资设立奥联光能,计划2023年50MW钙钛矿中试线投产,2024年600MW钙钛矿装备和120MW钙钛矿电池组件生产线投产,力争5年内形成8GW钙钛矿装备和2GW钙钛矿电池组件生产能力。

应用:

宝馨科技:公司与西电张春福教授团队合作,开发钙钛矿异质结叠层电池,预计2023年完成试验线的建设,2024年进入中试阶段,5年内会完成钙钛矿异质结电池叠层量产的目标,后续钙钛矿异质结电池叠层技术也将成为公司的发展重点。

钙钛矿材料

TCO导电玻璃:

金晶科技:公司为美国最大薄膜组件供应商FirstSolar的唯一国内玻璃供应商(全球二供),TCO玻璃绝对龙头。

耀皮玻璃:其收购的AGC产线具备TCO玻璃生产能力,目前三条产线,国内大概率可以出货。

丁基胶/POE胶:

康达新材:HJT和钙钛矿叠层间粘接剂丁基胶供应商;TCO导电玻璃原材料ITO靶材的供应商。

福斯特:福斯特:全球光伏胶膜龙头企业。EVA胶膜为公司主要业绩来源,POE胶膜市占率绝对领先,充分受益TOPCon组件放量。

赛伍技术:20年POE胶膜全球市占率17.5%,22年研出异质结UV光转膜,并与华晟签订10GW大订单。

诚志股份:公司全资子公司青岛诚志华青新材料有限公司负责投资建设POE项目和超高分子量聚乙烯项目。

ITO靶材:

隆华科技:靶材龙头公司,新材料业务势头向好,公司靶材主要包括金属靶材和ITO靶材两类,主要面向显示面板和光伏电池两大应用领域。

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