钙钛矿产业化最新进展
创始人
2025-07-16 17:41:36
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(来源:老司机驾新车)

1、钙钛矿应用端企业动态与技术路线

·应用端企业动态:钙钛矿应用端企业动态活跃,包括多类企业的产线进展及投资方动态。头部钙钛矿企业中,吉电协鑫已实现吉瓦级产线投产;传统晶硅企业如华盛、隆基、东方日升等,2025年以来转向钙钛矿中试线布局;柔性电池领域,麦耀华、乐凯、易阳光伏(宣布上吉瓦级电池)、杭州重能光电(百兆瓦线)等企业积极规划产线;实验线相关企业及高校方面,创益光伏等企业建设整线试验线,部分高校也开展实验线建设。此外,天骄、北京耀能、硕威、烨烁、中山明阳薄膜、南通骏丰、科林、山西晋能等企业布局实验线或中试线。投资方层面同样活跃,西湖阳光、柔硕等企业近期获得千万级融资。

·主要技术路线分类:钙钛矿主要有三种技术路线。其一为单节玻璃基钙钛矿,该路线需要TCO材料;其二为晶硅叠层钙钛矿,即在硅电池基础上叠加钙钛矿;其三为柔性基底钙钛矿,以PET等柔性材料为基底。不同技术路线会导致下游产品和材料存在较大差异。

2、钙钛矿产业链材料与设备分析

·材料端核心环节:钙钛矿产业链材料端涉及TCO导电玻璃、钙钛矿层材料、碳60、ITO及电极材料等。TCO导电玻璃供应商有金晶、南玻。钙钛矿层材料含电子/空穴传输层,需镍靶或氧化锡靶,靶材企业有20创、连京联、江峰。碳60用于电子传输层,价格较高。ITO用于透明导电层,用真空法制备。电极材料为银、铜,用真空镀膜法制备。

·设备端核心工艺与厂商:设备端是产业链中游,涵盖激光刻划、真空镀膜、湿法制备、干法蒸镀、低损伤镀膜及电极制备等设备。激光刻划设备用于隔离电池,国内厂商有大足、地眼、武汉原路、海木星,国外有Forge it。真空镀膜设备(蒸发/溅射)用于制备空穴传输层,国外早期厂商有梅波格、弗兰达纳、莱宝光学,国内有中发建设、盛城、惠城等。湿法制备钙钛矿层设备有狭缝涂布、喷墨打印等,狭缝涂布厂商有曼恩斯特、德护、众能光电;喷墨打印国外以日本第一实业等为主,国内有光速科技、都看科技。干法制备钙钛矿层通过蒸发镀膜设备蒸镀无机盐和有机盐,厂商与真空镀膜设备厂商重叠。电子传输层制备设备与蒸发、溅射设备厂商重叠,新增厂商如金城科技、京山轻机旗下盛能光电。ITO透明导电极层用PVD真空镀膜,为减少损伤,部分企业研发低损伤镀膜设备,如ALD设备(厂商有微导、理想精研、盛一佳)和PRPD设备。电极制备设备有两种方式:真空蒸发蒸镀银或铜,设备与蒸发设备厂商重叠;丝网印刷用于印刷铜或银包铜电极。

3、吉瓦级产线进展与投资强度

·头部企业产线进展:吉瓦级钙钛矿产线方面,吉电建设1.2×2.4米规格的吉瓦级钙钛矿玻璃基单结电池生产线,技术路线为:外购ITO玻璃,蒸发镀空穴传输层,狭缝涂布制作钙钛矿层,再次(更多实时纪要加微信:aileesir)蒸发制作空穴和电子传输层,磁控溅射制作ITO导电层和引导电机。协鑫推进四端叠层产线,将晶硅与钙钛矿电池串联,后段封装复杂。天合、亿阳光伏规划建设吉瓦级产线,多数处于规划或爬坡阶段。去年钙钛矿产能约百兆瓦,今年规划的吉瓦级产线截至目前产出不多。

·产线投资强度:吉瓦级产线设备投资上,吉电1G瓦产能的钙钛矿单结产线设备约10亿。协鑫四端叠层产线价值未明确,天合、亿阳光伏等规划的吉瓦级产线投资数据未披露。

4、晶硅叠层技术与设备进展

·技术难点与路线选择:晶硅叠层技术的核心难点在于晶硅电池表面的绒面覆盖问题。晶硅电池表面有金字塔状绒面,制备钙钛矿层等时需保形覆盖。传统玻璃基钙钛矿的狭缝涂布等工艺难覆盖绒面,致电池穿透、电荷积累、良率低。目前主流技术路线有湿法、干法、两步法:湿法以喷墨打印为主,保形效果优于传统涂布,被隆基、华盛等多数晶硅企业采用;干法是真空蒸镀,利用蒸发镀膜保形,可蒸发无机盐或多盐共蒸形成钙钛矿层;两步法结合蒸发与涂布,先蒸发无机盐再涂布有机盐,通过温度与环境反应成膜。各路线均在探索,有不同优缺点。100兆瓦叠层设备(含前后段封装)成本约1.5亿元。当前技术成熟度低,多数企业处于小试或中试阶段,如隆基实验室级叠层电池效率达34.84%,但放大生产难;华盛等企业多路线尝试,整体良率未稳定,小试或中试批次仅部分电池达标,未达70%以上良率。

·喷墨打印设备厂商:喷墨打印设备市场规模预测显示,2025年约4亿元,2026年8亿元,2027年14亿元,2028年27亿元,2029年40亿元(数据仅供参考)。国外厂商中,日本第一实业(索尼旗下)主导日本钙钛矿喷墨打印设备市场,2025年进入中国;韩国Gusantech主导韩国市场;美国Mechro Fab等企业也开拓中国市场。国内厂商中,已验证供货的有:都看科技与线向光伏合作研发,2025年6月发布经线向光伏验证的喷墨打印设备;光速科技近期融资,设备用于华盛易志杰叠层电池;国创科光电依托与TCL合作开发OLED喷墨打印的经验,转型开发钙钛矿喷墨打印设备。处于研发或Demo阶段的厂商有:兰英工业(无锡)为隆基提供两台样机做Demo测试;苏州恒图、上海逆方、纯火光电、鼎能光电等企业处于自研或未成熟阶段;麦维计划融资20亿开发钙钛矿整线设备,但未出货;四川摩斯智能声称有出货但未查到信息。目前国内外能提供钙钛矿喷墨打印设备的厂商约十余家。

5、钙钛矿成本分析与行业前景

·成本结构与降本趋势:钙钛矿与晶硅成本结构差异显著。晶硅产业链长,从石英砂开始,经多晶料、单晶拉制、切片,再到电池制造(如易之捷或Topcon),流程复杂,成本高。而钙钛矿使用有机盐、无机盐等廉价材料,工序少,材料和工序上有优势。当前钙钛矿处于研发阶段,未大批量生产,设备投入成本高,百兆瓦级产线设备投入约1.5亿,吉瓦级近10亿。规模化生产后,设备成本将下降。

·与晶硅的互补关系:钙钛矿与晶硅是互补关系。当前晶硅电池效率达20%以上,提升难度大。钙钛矿技术可在晶硅电池基础上叠层提效,弥补晶硅效率提升瓶颈,行业前景良好。

Q&A

Q: 钙钛矿今年以来下游应用端的行业发展情况如何?

A: 应用端今年以来,吉电协鑫等头部企业已实现吉瓦级单节电池投产;华盛、白照、隆基、东方日升等传统晶硅、异质结、Topcon企业转向钙钛矿中试线,多采用硅电池叠层路线;麦耀华、乐凯、易阳光伏、杭州重能光电等布局柔性电池路线;创益光伏、高校、黑晶、捷泰等推进实验线;天骄、现象、北京耀能等企业则规划实验线或中试线,整体应用端发展活跃。

Q: 今年吉瓦级钙钛矿产线的资本开支及设备端价值量与去年相比如何?单条产线规模约多少亿元?不同技术路线的差异体现在哪些方面?

A: 以吉电为例,其1.2×2.4米规格的1GW钙钛矿玻璃基单结电池产线设备价值量约10亿元,工艺涵盖ITO玻璃采购、蒸发法镀空穴传输层、狭缝涂布法制备钙钛矿层、蒸发法镀电子传输层、磁控溅射制备ITO导电层及电极制作。协心采用四端叠层技术路线,需先分别制备晶硅电池与钙钛矿电池再串联,工艺复杂度集中于后段封装线,具体产线价值未明确。天娜、亿阳光伏等头部厂商吉瓦级产线多处于规划或爬坡阶段。去年钙钛矿整体产能仅约百兆瓦,今年规划的吉瓦级产线目前实际产出仍有限。

Q: 京东方与宁德时代下半年的计划情况如何,包括设备端投资规模及具体技术路线?

A: 京东方当前采用传统单结技术路线,在玻璃基底上制备钙钛矿电池,已实现1米×2.4米规格产品,目前处于产能爬坡与效率提升阶段,暂无新增产线计划。宁德时代去年已建设中试线(更多实时纪要加微信:aileesir),今年无新规划。单结玻璃基产线成本较高,行业当前主要聚焦叠层技术研发。

Q: 晶硅叠层设备与现有单结设备的主要区别是什么?单位投资强度如何?

A: 传统玻璃基晶硅设备工艺成熟、设备定型,而晶硅叠层设备存在显著差异:其一,晶硅叠层电池尺寸较小,需通过后端封装拼接成大组件,与玻璃基设备一次成型组件的方式不同;其二,技术难点在于晶硅电池绒面的保形覆盖,传统狭缝涂布、旋涂等方法难以实现有效覆盖,易导致电池穿透、电荷积累及良率低下。当前主流技术路线分为湿法与干法:湿法以喷墨打印为主,技术源自OLED、印刷等行业,覆盖效果优于传统狭缝涂布;干法采用真空蒸镀,包括全蒸发、蒸发+狭缝涂布两步法。100兆瓦叠层设备成本约1.5亿元,不同技术路线价格相近。

Q: 喷墨打印、干法和两步法三种技术路线的企业推进情况如何?哪种路线可能更快成熟?

A: 目前叠层钙钛矿技术整体处于研发阶段,部分企业推进中试线。企业推进方面,隆基实验室级叠层电池效率达34.84%,但放大生产难度大,现倾向于喷墨打印技术;华盛尝试干法、湿法等多种路线,同样倾向于喷墨打印。当前中试线良率较低,小试/中试批次100片电池中仅几十片合格,未达到70%-80%的良率水平。各技术路线仍在探索中,暂未明确哪种路线将更快成熟。

Q: 各企业进入小试中试阶段时是否优先采用喷墨打印技术?喷墨打印技术的100兆瓦整线设备投资额是否为1.5亿元?

A: 隆基、华盛等企业在小试中试阶段尝试了多种技术路线,但均倾向于采用钙钛矿喷墨打印技术。喷墨打印技术的100兆瓦整线设备投资额为1.5亿元。

Q: 当前国内钙钛矿喷墨打印整线或环节设备领域表现较好的厂商有哪些?未来可能潜在进入该环节的有竞争力厂商有哪些?

A: 钙钛矿设备市场规模预计2024年48亿元,2025年94亿元,2026年168亿元,2027年300亿元,2028年500亿元,2029年830亿元。其中,喷墨打印作为湿法设备的重要分支,其市场规模预计2025年4亿元,2026年8亿元,2027年14亿元,2028年27亿元,2029年40亿元。喷墨打印具备大面积制作、图形化、节省药水、保形覆盖及满足GW级需求等优势,但存在喷头抗腐蚀要求高、堵塞结晶风险及当前成本较高等问题。

Q: 钙钛矿从G瓦级到百吉瓦级的成本下降趋势及节奏如何?

A: 钙钛矿理论成本显著低于晶硅,其材料以廉价的有机盐、无机盐为主,且生产工序少,仅需几道工序即可完成。当前因处于研发阶段且未实现大批量生产,成本主要集中于研发及装(更多实时纪要加微信:aileesir)备投入,高于晶硅电池。随着规模化生产推进,成本将逐步下降。此外,钙钛矿与晶硅为互补关系,可通过叠层技术提升晶硅电池效率,具备发展前景。

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