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

問題二：一級資本風(fēng)起云涌，2020年以來鈣鈦礦行業(yè)緣何催化？2009年學(xué)界首次提出鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)后，僅用十年時間實驗室轉(zhuǎn)換效率就突破25%。2020年以來，實驗室內(nèi)界面修飾、材料改性工作密集落地，技術(shù)穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)換效率機理研究突破，為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

(資料圖片僅供參考)

2022年以來，國家政策、一級資本為更多鈣鈦礦中試產(chǎn)線建設(shè)提供支持。協(xié)鑫光電、纖納光電已于今年中率先開始百兆瓦產(chǎn)線調(diào)試爬坡；極電光能、萬度光能等企業(yè)已于今年三季度開始百兆瓦產(chǎn)線設(shè)備進場，我們預(yù)計1H23將是相關(guān)企業(yè)量產(chǎn)配方、設(shè)備驗證關(guān)鍵期，若成功，企業(yè)預(yù)計將會開始吉瓦級的產(chǎn)線建設(shè)。

問題三：鈣鈦礦電池組件商業(yè)化量產(chǎn)進展到哪一步了？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(jié)構(gòu)、材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設(shè)備上各顯神通進行路線驗證，力圖突破穩(wěn)定性、大面積制備、效率三角難題。若企業(yè)順利實現(xiàn)產(chǎn)線調(diào)通、產(chǎn)能爬坡以及良率提升，我們預(yù)計百兆瓦試制線的目標效率16%、成本1.51元/瓦，對應(yīng)度電成本0.38元/度，較晶硅高23%。

后續(xù)若能進入GW級量產(chǎn)時代，通過采購量和轉(zhuǎn)換效率提升攤薄成本，目標實現(xiàn)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(yù)計量產(chǎn)初期BIPV市場有望成為鈣鈦礦企業(yè)的“孵化器”。展望遠期，單結(jié)鈣鈦礦組件通過規(guī)模效應(yīng)和主輔材國產(chǎn)化，有望最終實現(xiàn)效率25%、成本0.68元/瓦，對應(yīng)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，打開電站市場空間。

問題四：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(guī)劃，我們預(yù)計到2026年，鈣鈦礦國內(nèi)總產(chǎn)能有望突破25GW，鈣鈦礦制造業(yè)、設(shè)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(shè)備仍處于快速試錯迭代期，我們認為技術(shù)高速成長期頭部企業(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(jié)重要性較晶硅進一步提升，帶來POE粒子膠膜產(chǎn)業(yè)鏈、導(dǎo)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，帶來涂布設(shè)備、PVD設(shè)備、激光設(shè)備等增量設(shè)備需求。

總結(jié)：更低度電成本是推動光伏終端需求加速擴張的必要條件，光儲、光伏制氫平價需要光伏系統(tǒng)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。第三代鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)具備更高效率（可調(diào)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驗室轉(zhuǎn)換效率更加靠近理論效率極限）、更低成本（優(yōu)異吸光系數(shù)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而降低提純成本）的理論優(yōu)勢，同時具備熱斑問題弱、柔性化等薄膜電池的特性，是有望融合第一代晶硅太陽能電池和第二代無機物薄膜太陽能電池優(yōu)點，推動光伏行業(yè)提效降本、打開遠期市場空間的下一代太陽能電池技術(shù)。

平價只是起點，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,光儲全面平價以及光伏制氫平價需要光伏系統(tǒng)成本降至2元/瓦以下。實現(xiàn)2元/瓦以下的光伏系統(tǒng)成本對于晶硅光伏體系是較大考驗，更低成本、更高效率的太陽能電池技術(shù)突破是行業(yè)必經(jīng)之路。

圖表：光伏平價四階段圖

資料來源：中金公司研究部

圖表：晶硅光伏系統(tǒng)成本價（當前vs目標）

注：目標為結(jié)合CPIA中國光伏行業(yè)協(xié)會對于2030年各環(huán)節(jié)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
資料來源：CPIA，中金公司研究部

從第一代到第三代太陽能電池技術(shù)，提效降本持續(xù)做文章

降本增效，低碳制備是太陽能電池技術(shù)未來迭代升級方向。第一代晶硅太陽能電池技術(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；第二代無機薄膜太陽能電池技術(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(xiàn)；我們認為第三代鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)則有望彌補第二代面臨的量產(chǎn)表現(xiàn)與理論優(yōu)勢條件差距大的問題，有望實現(xiàn)量產(chǎn)層面較第一代晶硅太陽能電池技術(shù)的更高效率、更低成本。

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

注：實驗效率記錄和量產(chǎn)成本目標均基于單結(jié)太陽能電池，量產(chǎn)成本目標為CICC估算
資料來源：《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、第三代太陽能電池技術(shù)核心參數(shù)對比表

資料來源：極電光能公司公告，F(xiàn)irst Solar，學(xué)術(shù)論文，中金公司研究部

第三代太陽能電池技術(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性的立方結(jié)構(gòu)的化合物，擁有多種優(yōu)異的性能。為研究方便，人們將這類化合物統(tǒng)稱為鈣鈦礦，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元素組成，使其規(guī)?；圃觳皇茉牧舷拗?。

圖表：鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)與組分

資料來源：《Nature Photonics》[1]，中金公司研究部

圖表：鈣鈦礦礦石

資料來源：TADVISER，中金公司研究部

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

? 更高效率：可調(diào)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現(xiàn)更高轉(zhuǎn)換效率。1）鈣鈦礦更接近單結(jié)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(fù)合導(dǎo)致的效率損耗，使得實驗室效率更接近理論效率極限。

? 更低成本：優(yōu)異吸光系數(shù)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而降低生產(chǎn)成本。2）鈣鈦礦材料吸光系數(shù)高，厚度更薄，原料使用量小。

? 更多應(yīng)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(yīng)用場景。

圖表：鈣鈦礦三大優(yōu)勢：更低成本，更高效率，更多應(yīng)用

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

總結(jié)：2009-2019年，鈣鈦礦僅用了十年時間就實現(xiàn)了晶硅太陽能電池用六十多年時間[5]才完成的由技術(shù)誕生到實驗室轉(zhuǎn)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，學(xué)術(shù)界繼續(xù)圍繞鈣鈦礦太陽能電池的界面修飾，材料改性展開工作，繼續(xù)探索提升技術(shù)穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)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驗室、走向產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。

2022年，國內(nèi)圍繞鈣鈦礦領(lǐng)域的政策文件、產(chǎn)業(yè)落地、投融資活動更為活躍：政策方面，多項國家部委頂層設(shè)計文件強調(diào)加強鈣鈦礦等可再生能源前沿技術(shù)攻關(guān)；產(chǎn)業(yè)進展方面，業(yè)內(nèi)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始百兆瓦量產(chǎn)中試線的生產(chǎn)調(diào)試工作；極電光能、萬度光能等新進企業(yè)也于今年三季度開始百兆瓦量產(chǎn)中試線的設(shè)備進場，我們預(yù)計明年上半年將是相關(guān)企業(yè)量產(chǎn)配方、設(shè)備驗證的關(guān)鍵期；投融資方面，今年以來領(lǐng)域內(nèi)涌現(xiàn)出數(shù)十個產(chǎn)學(xué)結(jié)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(nèi)外院校帶動鈣鈦礦實驗室效率、穩(wěn)定性持續(xù)突破，技術(shù)產(chǎn)業(yè)化在即

經(jīng)過三個階段的技術(shù)突破，鈣鈦礦電池在研發(fā)效率方面已取得了長足的進步。目前單結(jié)最高轉(zhuǎn)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現(xiàn)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(shù)字為復(fù)盤開端年份和結(jié)尾年份根據(jù)NREL PV cell efficiency的鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率記錄數(shù)據(jù)
資料來源：NREL，《Journal of the American Chemical Society》，《Scientific Reports》，《Nature》，Web of Science，中金公司研究部

產(chǎn)業(yè)化進程加速，頭部企業(yè)進入量產(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)融資進程顯著加速

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

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

國內(nèi)鈣鈦礦論文發(fā)表、專利申請數(shù)量領(lǐng)先，占據(jù)產(chǎn)業(yè)化主動權(quán)。中國研發(fā)團隊實力雄厚，越來越多初創(chuàng)團隊正在走出實驗室，同企業(yè)一起推進技術(shù)從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

圖表：全球鈣鈦礦電池論文發(fā)布數(shù)量5000篇/年

資料來源：Web of Science，中金公司研究部

圖表：國內(nèi)鈣鈦礦領(lǐng)域?qū)＠暾垟?shù)量迅速提升

注：由于專利申請一般在18個月后公開，所以2019、2020兩個年度的專數(shù)量用虛線表示，僅供參考
資料來源：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(nèi)外高校背景鈣鈦礦初創(chuàng)團隊情況梳理（不完全統(tǒng)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(zhuǎn)讓、師生關(guān)系等
資料來源：Google Scholar，Research Gate，中金公司研究部

頭部企業(yè)首條百兆瓦量產(chǎn)中試線陸續(xù)落成，進入技術(shù)設(shè)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、萬度光能為首，多家企業(yè)搭建中試線，加速規(guī)模量產(chǎn)驗證進程。當前鈣鈦礦企業(yè)一條百兆瓦級別量產(chǎn)中試線的投資額在1.5億元-2億元左右，近一年來越來越多企業(yè)通過一級市場融資獲取發(fā)展資金，陸續(xù)購置生產(chǎn)設(shè)備、搭建百MW級量產(chǎn)中試產(chǎn)線，進行鈣鈦礦大面積規(guī)?；a(chǎn)工程性問題攻堅。上述企業(yè)對于首條百兆瓦量產(chǎn)中試線穩(wěn)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)線折舊、人工、研發(fā)攤銷更高）。

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)中試線的預(yù)期效率、成本、良率目標得以實現(xiàn)，相關(guān)企業(yè)有望加速啟動后續(xù)GW級量產(chǎn)產(chǎn)能的建設(shè)（目前鈣鈦礦全行業(yè)意向擴產(chǎn)規(guī)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)目前均在積極進行技術(shù)方向驗證，我們看好研發(fā)團隊出眾、融資順利、設(shè)備合作領(lǐng)先的先行企業(yè)，能夠率先實現(xiàn)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，2H22到2023年產(chǎn)業(yè)有望看到多條百兆瓦量產(chǎn)中試線落地（不完全統(tǒng)計）

資料來源：公司公告，中金公司研究部

總結(jié)：鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)進入由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，在電池結(jié)構(gòu)、材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設(shè)備等方面各顯神通，力圖突破穩(wěn)定性、大面積制備、效率的三角難題。

我們預(yù)計首批百兆瓦量產(chǎn)中試線若順利實現(xiàn)產(chǎn)線調(diào)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(yīng)度電成本0.38元/度，較晶硅高23%。后續(xù)若能進入GW級量產(chǎn)時代，通過采購量和轉(zhuǎn)換效率提升攤薄成本，目標實現(xiàn)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(yù)計量產(chǎn)初期BIPV市場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(shè)備投資成本，生產(chǎn)能耗等方面的潛力，單結(jié)鈣鈦礦組件通過規(guī)模效應(yīng)和主輔材國產(chǎn)化，有望最終實現(xiàn)效率25%、成本0.68元/瓦，對應(yīng)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，打開電站市場空間。

不同于晶硅的PN結(jié)發(fā)電結(jié)構(gòu)，典型單結(jié)鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)為p-i-n結(jié)構(gòu)，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程中起到能量階梯式緩沖作用，故稱緩沖層

資料來源：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(jié)構(gòu)

基于上述原理，實際量產(chǎn)化路徑中，鈣鈦礦單結(jié)電池延申出平面正式、平面反式和介孔三種電池結(jié)構(gòu)。。目前我們統(tǒng)計五在運/在建單結(jié)鈣鈦礦量產(chǎn)中試線中，采用平面正式、平面反式、介孔電池結(jié)構(gòu)的分別有0條、3條、1條，以及一條電池結(jié)構(gòu)未公開。

? 平面正式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池：可分為導(dǎo)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(jié)構(gòu)，研發(fā)歷史更久、參與研究者更多，因此目前單結(jié)鈣鈦礦電池的最高轉(zhuǎn)換效率25.7%[9]仍由平面正式結(jié)構(gòu)創(chuàng)造保持，但平面正式結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本和長期穩(wěn)定性仍需實證驗證。據(jù)我們了解，目前在投首條量產(chǎn)試制線中，暫無企業(yè)公開其采用的是平面正式結(jié)構(gòu)。

? 平面反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池：可分為導(dǎo)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(jié)構(gòu)相反。平面反式結(jié)構(gòu)被部分企業(yè)和實驗室認為在生產(chǎn)成本和穩(wěn)定性方面比平面正式結(jié)構(gòu)具備優(yōu)勢。近年來，隨界面鈍化技術(shù)的突破和PTAA空穴傳輸層材料的導(dǎo)入，目前平面反式結(jié)構(gòu)實驗室最高轉(zhuǎn)換效率已達25.37%[10]，與平面正式結(jié)構(gòu)（25.7%）差距顯著縮小。據(jù)我們了解，協(xié)鑫光電、極電光能、無錫眾能目前均在首條量產(chǎn)試制線中采用/計劃采用平面反式結(jié)構(gòu)[11]。

? 介孔結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池：可分為導(dǎo)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(jié)構(gòu)最大優(yōu)勢在于高穩(wěn)定性，在實驗室被證實13000 h無明顯衰減。此外，介孔結(jié)構(gòu)采用厚膜工藝（介孔電池厚度13微米，平面結(jié)構(gòu)厚度幾百納米），對于玻璃基底的平整度和鍍膜、激光設(shè)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，目前已報道的實驗室最高轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)25%+的效率記錄存在一定差距。據(jù)我們了解，萬度光能目前在首條量產(chǎn)試制線中采用/計劃采用介孔結(jié)構(gòu)[12]。

圖表：鈣鈦礦平面正式、平面反式、介孔電池結(jié)構(gòu)特性對比以及企業(yè)布局情況（不完全統(tǒng)計）

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

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

在電池結(jié)構(gòu)的頂層差異之外，企業(yè)中試線目前正積極展開材料體系-制備工藝-生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)驗證與迭代。通過生產(chǎn)過程試錯迭代對各環(huán)節(jié)進行技術(shù)改進，不斷實現(xiàn)效率和穩(wěn)定性的提升以達到生產(chǎn)目標。以平面正式結(jié)構(gòu)為例，鈣鈦礦組件制備主要涉及11道工序和4類設(shè)備。

圖表：鈣鈦礦電池工藝流程，設(shè)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(jù)不同材料體系可選擇鍍膜或涂布設(shè)備生產(chǎn)
資料來源：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)線技術(shù)選型情況匯總（不完全統(tǒng)計）

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

機遇與挑戰(zhàn)并存，量產(chǎn)著力解決性能穩(wěn)定性、大面積制備兩大難題

鈣鈦礦在實驗室和理論層面的高效率、低成本潛力已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)的廣泛認可，目前行業(yè)進入量產(chǎn)初期，需要企業(yè)通過持續(xù)對自身的材料體系-制備工藝-生產(chǎn)設(shè)備進行試錯與迭代，重點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(wěn)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)中試線解決以上工程問題，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，無法滿足量產(chǎn)的需求。為解決量產(chǎn)制備問題，研發(fā)人員設(shè)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(wěn)定性、連續(xù)重復(fù)生產(chǎn)能力仍需重點攻克，量產(chǎn)線的良率等問題仍需提升和驗證。我們渠道調(diào)研結(jié)果來看，目前鈣鈦礦量產(chǎn)中試線在爬坡過程中，當前目標是實現(xiàn)產(chǎn)線的連續(xù)運行、提升產(chǎn)能利用率，下一步再推進產(chǎn)品良率的提升工作。

? 鈣鈦礦組件運行的性能不穩(wěn)定性主要來自兩方面，一方面，鈣鈦礦材料本身具有物理不穩(wěn)定性，離子鍵相比晶硅共價鍵更易分解和發(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(wěn)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度以上高溫會分解），兩方面共同帶來鈣鈦礦組件發(fā)電效率隨運行時間下降，以及極端情形下導(dǎo)致組件損壞。為進一步解決性能穩(wěn)定性問題，業(yè)內(nèi)有幾條較為明確的努力方向：

1）尋找分子結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的鈣鈦礦材料配方，如混合陽離子體系，改善鈣鈦礦材料自身穩(wěn)定性（添加劑工程）；

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

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

4）控制生產(chǎn)過程的水氧環(huán)境條件。

? 此外，就鈣鈦礦組件穩(wěn)定性問題，需要注意到目前鈣鈦礦組件不穩(wěn)定的理論機理尚不完善，多數(shù)鈣鈦礦組件仍處于技術(shù)驗證階段，尚未通過第三方IEC穩(wěn)定性測試；此外，鈣鈦礦大面積組件穩(wěn)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]），萬度光能小面積組件根據(jù)論文信息已測試通過超過9倍IEC無衰減。而大面積組件方面，境內(nèi)外的第三方認證機構(gòu)目前均沒有符合條件的大型穩(wěn)態(tài)光源對大面積鈣鈦礦組件進行穩(wěn)定性和效率測試（只有瞬時光源，無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月自測通過了雙85，冰雹等條件，但受制于大面積認證條件、未能進行第三方認證。

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

資料來源：協(xié)鑫光電公司官網(wǎng)，纖納光電公司官網(wǎng)，勤友光電公司官網(wǎng)，中金公司研究部

如何在鈣鈦礦量產(chǎn)過程中解決性能穩(wěn)定性、大面積制備問題的同時，兼顧實現(xiàn)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（包括材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設(shè)備）優(yōu)劣的核心指標。鈣鈦礦技術(shù)雖有高效，低成本，工藝簡單等優(yōu)勢，但量產(chǎn)過程難以實現(xiàn)效率，大面積，穩(wěn)定性，成本四要素的兼顧：

? 實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%的實驗室效率記錄，隨測試面積提升至20cm2以上，實驗室認證效率下降至22%以下，隨測試面積進一步提升至和傳統(tǒng)晶硅組件相同的平米級別，實驗室效率再次下降至15%左右。

? 實驗室效率記錄與電池壽命成反比：受材料體系制約，轉(zhuǎn)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（>10000 h）。

? 實驗室沖擊效率記錄往往使用量產(chǎn)無法承受的高成本材料：實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。

? 提升鈣鈦礦戶外穩(wěn)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(wěn)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(wěn)定性兩大難點，實現(xiàn)各要素兼顧發(fā)展時，有望迎來大規(guī)模導(dǎo)入。

圖表：各要素協(xié)同發(fā)展速度決定鈣鈦礦大規(guī)模量產(chǎn)進度

目前晶硅成本競爭力較強，未來鈣鈦礦技術(shù)降本空間大，成本極限低。根據(jù)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(yù)計遠期通過各環(huán)節(jié)單位能耗、物耗的繼續(xù)下降，以及光電轉(zhuǎn)換效率提升帶來的通量成本攤薄，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(zhuǎn)換效率），我們預(yù)計后續(xù)吉瓦級量產(chǎn)線通過采購量提升帶動輔材、耗材、設(shè)備單價下降，生產(chǎn)成本有望降至約1.1元/W左右；我們預(yù)計遠期通過設(shè)備、輔材、耗材國產(chǎn)化，以及光電轉(zhuǎn)換效率提升帶來的通量成本攤薄，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(zhuǎn)換效率）。

若后續(xù)在實驗室和量產(chǎn)層面，鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率有進一步突破、通過鈣鈦礦雙結(jié)疊層實現(xiàn)35%的轉(zhuǎn)換效率，則鈣鈦礦組件還有進一步的降本空間（至0.57元/瓦）。下文我們主要分析單結(jié)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(yù)期成本極值對比

注：其他封裝材料包括鋁邊框，膠膜，接線盒等。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(shù)的預(yù)期，結(jié)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)公開交流的各項成本下降預(yù)期，結(jié)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
資料來源：協(xié)鑫光電公司官網(wǎng)，極電光能公司官網(wǎng)，CPIA，中金公司研究部

分環(huán)節(jié)來看：

? 固定資產(chǎn)折舊成本方面，我們估算未來有近60%的降本空間，成本占比7%。當前百兆瓦產(chǎn)線上，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(yīng)滿產(chǎn)且良率穩(wěn)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)過程逐步向半導(dǎo)體行業(yè)邁進，生產(chǎn)所采用的真空鍍膜設(shè)備，涂布設(shè)備等核心設(shè)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(dǎo)入初期，仍有許多設(shè)備或其核心零部件依賴進口，因此設(shè)備投資額及其對應(yīng)的固定資產(chǎn)單位折舊額高于晶硅。

未來我們認為若鈣鈦礦步入吉瓦級量產(chǎn)時代，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(guī)?；?，若鈣鈦礦進入成長成熟階段，隨產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同合作的進一步深化，核心設(shè)備及其零部件若實現(xiàn)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(yīng)固定資產(chǎn)折舊單位成本為0.05元/瓦。

圖表：鈣鈦礦設(shè)備當前投資成本約13億/GW，未來下降空間近60%

資料來源：協(xié)鑫光電公司官網(wǎng)，極電光能公司官網(wǎng)，中金公司研究部

? 能耗動力成本方面，我們估算未來有近60%的降本空間，成本占比7%。晶硅組件一體化生產(chǎn)過程中，硅料還原生長、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250℃，我們估算綜合生產(chǎn)電耗僅0.15 kwh/W，相比晶硅節(jié)約了近40%。

考慮到晶硅生產(chǎn)過程中硅料、硅片兩大高耗電環(huán)節(jié)生產(chǎn)基地往往選址于電費更低的我國西北地區(qū)以降低電力成本，而晶硅以及鈣鈦礦電池組件環(huán)節(jié)為靠近港口便于向客戶運輸往往選址于電費更高的我國東部地區(qū)。我們考慮度電電價劣勢后，鈣鈦礦組件百兆瓦量產(chǎn)線的目標生產(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，隨鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率提升（從量產(chǎn)試制線目標16%，到規(guī)?；髥谓Y(jié)轉(zhuǎn)換效率目標25%，后續(xù)測算保持相同假設(shè)）攤薄度電電耗，以及規(guī)模化后潛在的電價優(yōu)惠（與當前晶硅電池組件電價拉平）我們預(yù)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

資料來源：Solarzoom，中金公司研究部

? 吸光層材料成本方面，我們估算未來有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而降低生產(chǎn)成本；3）鈣鈦礦材料吸光系數(shù)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(guī)?；?，隨鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率提升攤薄材料消耗，我們預(yù)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、接線盒以及鋁邊框等，我們估算鈣鈦礦組件百兆瓦量產(chǎn)線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)試制線目標效率（16%）低于晶硅組件當前效率（21%+）導(dǎo)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(dǎo)入，以及鈣鈦礦組件效率的提升，我們預(yù)計規(guī)?；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(yù)計人工成本通過產(chǎn)線自動化改造、技術(shù)路線穩(wěn)定后人員配置優(yōu)化，有望從量產(chǎn)試制線目標的0.11元/W降低70%至規(guī)?；蟮?.03元/W；我們預(yù)計靶材成本通過采購量提升拉低單價以及轉(zhuǎn)換效率提升通量攤薄，有望從量產(chǎn)試制線目標的0.3元/W降低60%至規(guī)?；蟮?.11元/W。

總結(jié)：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)中試線的各項生產(chǎn)指標達到企業(yè)預(yù)期，企業(yè)有望啟動GW級產(chǎn)線建設(shè)，推動鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)走向規(guī)?；?。我們預(yù)計，在鈣鈦礦量產(chǎn)初期度電成本仍高于晶硅，我們預(yù)計BIPV市場有望成為鈣鈦礦企業(yè)的“孵化器”；后續(xù)隨提效降本帶動度電成本下降、鈣鈦礦組件預(yù)期度電成本極限低于晶硅，技術(shù)進步有望逐步打開應(yīng)用空間、向標準地面、分布式光伏電站市場滲透。

基于當前企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃，我們預(yù)計2026年鈣鈦礦國內(nèi)總產(chǎn)能突破25GW，我們預(yù)計到2026年鈣鈦礦制造行業(yè)、設(shè)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(shè)備仍處于快速試錯迭代期，我們認為技術(shù)高速成長期頭部企業(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(jié)要求邊際提高，膠膜用量減半，但POE或?qū)⑻娲鶨VA；玻璃厚度提升，但浮法玻璃、TCO導(dǎo)電玻璃或?qū)⑻娲鷫貉硬Ａ?；ITO/鈣鈦礦層/傳輸層/鈍化層靶材迎來增量需求。設(shè)備方向，涂布設(shè)備、PVD設(shè)備迎來增量需求，激光設(shè)備精度要求提升或影響企業(yè)格局。

樂觀情形下，我們預(yù)計鈣鈦礦行業(yè)2026年規(guī)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(yù)計BIPV市場有望成為鈣鈦礦企業(yè)的“孵化器”。以目前性價比來看，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(diào)、熱斑效應(yīng)低等特點在價格敏感度更低、安全美觀要求更高的BIPV（光伏建筑一體化市場）率先實現(xiàn)初期應(yīng)用，目前極電光能、無錫眾能、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市場的產(chǎn)品。

隨提效降本帶動度電成本下降、鈣鈦礦組件理論度電成本極限低于晶硅，技術(shù)進步有望逐步打開應(yīng)用空間、向標準地面、分布式光伏電站市場滲透。結(jié)合我們上文測算，我們估算鈣鈦礦單結(jié)組件、全鈣鈦礦雙結(jié)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(jié)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)進步實現(xiàn)這一度電成本目標值，則將撬動標準地面、分布式光伏電站的千億元市場空間。

圖表：鈣鈦礦理論度電成本極限優(yōu)于晶硅

資料來源：Solarzoom，公司公告，中金公司研究部

基于當前企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃，我們預(yù)計2026年鈣鈦礦國內(nèi)總產(chǎn)能突破25GW，我們預(yù)計鈣鈦礦制造行業(yè)、設(shè)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

資料來源：公司公告，中金公司研究部

圖表：鈣鈦礦制造行業(yè)及設(shè)備行業(yè)產(chǎn)值測算

資料來源：公司公告，中金公司研究部

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

圖表：鈣鈦礦對現(xiàn)有晶硅電池產(chǎn)業(yè)鏈的沖擊可能性

資料來源：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能電池的吸光材料，或?qū)Ч桦姵毓夥a(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)鏈流程帶來重大變化，除組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(jié)的設(shè)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)過程差異對比

資料來源：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，部分已有中試線布局

資料來源：公司公告，中金公司研究部

? 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(dǎo)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(jié)構(gòu)中的電子傳輸層、空穴傳輸層、背電極等采用不同種類的靶材原料通過真空鍍膜法制得。據(jù)企業(yè)披露，電池透明導(dǎo)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(yīng)用于異質(zhì)結(jié)電池，鈣鈦礦電池技術(shù)發(fā)展將進一步提升靶材需求量。

? 由于吸光材料改變，銀漿不再使用：由于銀會跟鈣鈦礦材料中的鹵化離子反應(yīng)氧化發(fā)黑，所以鈣鈦礦導(dǎo)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(jié)的品質(zhì)要求，趨勢上封裝環(huán)節(jié)難度、重要性有所提升。

? 接線盒、鋁邊框用量及性能需求保持不變：封裝常規(guī)使用的接線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(dǎo)電玻璃上直接成形，僅頂部需要進行封裝，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(yīng)，所以鈣鈦礦電池必須用POE膠膜而無法用EVA膠膜封裝；同時，針對POE膠膜需要謹慎選擇其使用的交聯(lián)劑的種類，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(dǎo)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玻璃進行封裝，后續(xù)隨工藝穩(wěn)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(jié)不再需要輔材焊帶。

? 產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備方面，核心設(shè)備不兼容，后道設(shè)備或可改良：對于設(shè)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，與當前晶硅光伏生產(chǎn)設(shè)備并不兼容，因此域內(nèi)、域外企業(yè)均需重新開發(fā)適合鈣鈦礦生產(chǎn)的薄膜設(shè)備。此外，由于鈣鈦礦電池中的有機組分熱穩(wěn)定性相對較差，容易燒壞，激光設(shè)備精度要求高于傳統(tǒng)光伏、接近于半導(dǎo)體工藝。最后，后道層壓、封裝設(shè)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(shè)備企業(yè)產(chǎn)品線和出貨進度（不完全統(tǒng)計）

資料來源：公司公告，中金公司研究部