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钙钛矿作为新一代太阳能电池材料,提效显著。钙钛矿指结构为ABX3的化合物,其组成元素在地壳中含量丰富,由其制备的钙钛矿太阳能电池禁带宽度佳、吸光效果好、载流子稳定,转换效率高。此外钙钛矿电池原材料成本与消耗低,产业链流程缩短,投资额仅为晶硅电池一半,产业化前景广阔、可行性高。
镀膜、刻蚀、封装是单结钙钛矿电池组件制备核心工艺。单结钙钛矿电池制备主要环节为:TCO导电玻璃制备与处理——制备电子传输层——制备钙钛矿层——制备空穴传输层——蒸镀金属背电极——清边、测试、封装。其中激光工艺贯穿始终,用于刻蚀、清边。
制备需应用镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备,价值量占比分别约50%、20%、20%、10%。激光设备与封装设备暂无路线分歧,镀膜设备尚未统一,分为PVD、PRD、ALD。当前钙钛矿层制备以涂布设备为主,空穴及电子传输层制备可以使用涂布设备或镀膜设备,金属背电极、TCO导电玻璃制备分别以蒸镀PVD、溅射PVD为主。
钙钛矿叠层电池理论效率高达40%+。钙钛矿材料带隙可调,是叠层电池理想顶层电池材料。双结叠层是产业主要发展方向,钙钛矿电池能够与晶硅电池、钙钛矿电池形成两端/四端叠层。其中HJT电池具备天然的TCO层,较其它晶硅电池叠层所需改动的生产环节更少,能够有效简化叠层工序。全钙钛矿叠层电池能充分发挥钙钛矿材料自身成本低廉、吸光性强等优势,或为产业发展终极路径。
随着稳定性差、大面积制备效率低等问题解决,利于产业化进程。受限于钙钛矿材料自身稳定性及易受外界环境影响、各功能层稳定性,钙钛矿电池长期稳定性差,可从器件内部稳定性、后处理、封装工艺隔绝等方向改进。同时随着面积增大,钙钛矿电池效率下降明显,当前国内外研究团队正积极寻求解决方案,已有一定突破。设备端而言,PVD设备镀膜均匀性、激光设备与涂布设备精准度仍存在提升空间。
相关公司:1)设备:曼恩斯特、京山轻机、捷佳伟创、杰普特、德龙激光、迈为股份;2)材料:亚玛顿、旗滨集团、耀皮玻璃、隆华科技、金晶(金麒麟分析师)科技;3)电池:协鑫科技、宝馨科技等。
风险提示:光伏组件需求不及预期,钙钛矿产业化进展不及预期,市场竞争加剧。
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以上为报告部分内容,完整报告请查看《钙钛矿:新一代太阳能薄膜电池,有望大幅提高极限转换效率》。
方正电新团队
郭彦辰
郭彦辰:专注于电新产业链深度跟踪和优质个股挖掘,前瞻性把握产业动态和发展趋势:历任民生证券电新组分析师、安信证券电新组研究员。
唐 叶:上海交通大学电气工程硕士,致远荣誉计划获得者,发表电力市场论文及相关专利超10篇,参与多次江浙沪电网实际课题研究,对电力设备、储能、工控等领域有深入研究,曾就职于安信证券电新组。
黄 昊:上海财经大学硕士,曾就职于东北证券,长期跟踪光伏、储能等新能源领域,尤其对新技术有深入研究。
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