01產業驅動因素
①鈣鈦礦電池技術取得重大突破
近期,中國科學院半導體研究所成功研發出光電轉換效率高達27.2%的鈣鈦礦太陽能電池原型器件,實現了效率與穩定性的協同突破。
該器件??在85℃高溫老化測試1000小時后仍能維持初始效率的82.8%。
這一重要進展解決了鈣鈦礦電池此前壽命短、易衰減的關鍵痛點,將為鈣鈦礦電池的規模化應用鋪平道路。
②行業產能建設持續落地
2025年至今已有24家鈣鈦礦相關企業獲得融資,單筆金額5000萬元至2億元不等,覆蓋全產業鏈各環節。
與此同時,協鑫光電、極電光能等GW級產線相繼投產,仁爍光能、中核光電等企業也加速布局,產業化進程全面提速。
據行業統計,2024年我國鈣鈦礦量產產能已達2GW,2027年預計達到29GW,產能規模3年增長超14倍。
③產業政策支持推動
11月11日,工信B表示到2027年底初步建立全國制造業中試服務網絡,其中提到前沿材料方向中試平臺建設要點包括鈣鈦礦材料等。
能源電子方向的中試平臺建設要點則包括聚焦鈣鈦礦光伏電池、疊層光伏電池等先進光伏技術等。
02產業全景圖
03上游產業鏈
03-1原材料
鈣鈦礦電池的核心原材料包括鈣鈦礦材料、TCO導電玻璃、POE膠膜、光伏玻璃及丁基膠等。相較于傳統晶硅電池,鈣鈦礦電池的原料成本優勢顯著,僅為前者的1/10。
其中,鈣鈦礦材料在電池中主要充當光吸收層,兼具高效與低成本的雙重優勢。
不過,它在光伏組件中的成本占比僅為5.3%,而TCO玻璃占據了絕大部分成本,隨著鈣鈦礦GW級產線的落地,TCO玻璃的供應也會增加,從而讓成本下降。
從性能要求來看,TCO導電玻璃需滿足90%以上的高透光率與低電阻率要求,POE膠膜須具備優異的耐候性,丁基膠則要保證長效密封性。
因此,原材料的性能參數與品質穩定性,在很大程度上決定了鈣鈦礦電池的效率與使用壽命。
03-2設備
鈣鈦礦電池的生產工藝相對比較簡單,核心生產設備僅包括鍍膜設備、涂布設備、激光設備和封裝設備。
其中,鍍膜設備涵蓋PVD、RPD等主流類型,負責沉積電子傳輸層、空穴傳輸層等關鍵薄膜。
涂布設備以狹縫涂布技術為主,用于制備鈣鈦礦吸收層等功能性涂層,需在大尺寸基板上保持穩定的涂覆精度。
除此之外,激光設備的核心作用是將整片電池分割為多個子電池,進而形成串聯結構,這對設備的高精度提出了更為嚴格的要求。
目前國內企業也在對相應設備進行改造升級,已有部分制造商成功實現量產并出貨,國產化進程較快。
03-3相關標的
①金晶科技:TCO導電膜玻璃龍頭,國產化率超95%,現有年產能達4500萬平方米,是國內市場的核心供應商。
②隆華科技:積極布局鈣鈦礦電池靶材市場,與先導薄膜、阿石創等企業共同致力于無銦化、低成本高性能靶材的研發。
③奧來德:形成設備與材料的雙輪驅動布局,專注于低成本有機鈣鈦礦載流子傳輸材料的研發與生產,相關產品已獲得業務訂單。
④捷佳偉創:提供鈣鈦礦電池整線設備,成功中標研發產線,并突破鈣鈦礦/晶硅疊層電池的量產關鍵技術。
⑤京山輕機:旗下晟成光電業務覆蓋從研發線至GW級量產的全周期設備解決方案,核心設備已獲批量交付。
⑥邁為股份:其鈣鈦礦激光刻劃機已能量產,2025年打算投資21億建疊層電池設備產線。
04中游產業鏈
04-1鈣鈦礦電池及組件制造
隨著鈣鈦礦電池進入量產化階段,其技術路線和制備工藝已基本確定。
當前,行業的技術路線差異主要在于電池結數:是采用單結還是疊層結構。
若選擇疊層路線,則進一步分為鈣鈦礦/晶硅疊層、鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層兩大方向。
基于對穩定性、效率和成本的綜合考量,產業界已形成共識:單結結構優先采用平面反式結構,疊層方式則以兩端疊層為主流。
總體來說,無論是哪種技術路線,鈣鈦礦電池核心制造流程均可概括為四大環節:基底預處理、功能層沉積、電極制備和封裝測試。
單結與疊層路線的核心流程一致,僅疊層需額外增加頂層電池制備步驟,且工業界主流的平面反式結構流程更適配規模化生產。
此外,鈣鈦礦組件生產能耗相對較低,具有優越的環保性能。
鈣鈦礦組件制造過程中,工藝溫度不超過150°C,工藝流程短,整體能耗極低,每瓦組件能耗約為0.12kWh,顯著優于晶硅組件超過1.52kWh每瓦的能耗水平。
同時,鈣鈦礦遠期大規模量產后成本顯著低于晶硅,其組件價格將降至0.79元/W,僅為晶硅極限的65%左右。
按15年壽命計算,對應電站的LCOE為0.24元/W,低于晶硅電站LCOE降本極限,長期性價比優勢突出。
04-2相關標的
①協鑫集成:產業化進程領先,其GW級產線已成功下線首片超大尺寸商業組件。
②隆基綠能:專注于晶硅-鈣鈦礦疊層電池技術的研發,其自主研發的疊層電池轉換效率已達到行業領先的34.85%。
③通威股份:在鈣鈦礦/硅疊層電池領域實現全面積效率28.39%,實驗室研發效率達到34.69%。
④京東方A:利用其在顯示領域的深厚積累,跨界布局鈣鈦礦電池技術。
05下游產業鏈
值得一提的是,鈣鈦礦電池正憑借其輕量化、半透明、弱光效應好以及顏色可定制等獨有特性,突破傳統光伏的應用邊界,催生出多元化的應用場景。
具體而言,它正在對現有技術形成有力的替代與升級。
在光伏建筑一體化領域,它不再是附加在建筑上的組件,而是直接作為幕墻或窗戶等建材本身,實現從“光伏加建筑”到“光伏即建筑”的轉變。
在車載光伏方面,其柔性特質能完美貼合流線型車身,替代部分電網充電需求。
此外,卓越的弱光性能更使其能廣泛應用于室內光伏,為海量物聯網設備持續供電。
甚至在太空探索等前沿領域,它極高的功率質量比也展現出巨大潛力。
綜上所述,鈣鈦礦電池不僅僅是一項技術進步,更是一把開啟光伏與建筑、交通及日常生活深度結合的新時代的鑰匙。
據預測,2025年我國鈣鐵礦組件市場空間將達到37.5億元,到2030年鈣鈦礦電池滲透率有望達到30%,這一數字將激增至950億元。
06發展趨勢
總的來說,鈣鈦礦電池技術已駛入發展快車道,在效率與穩定性取得關鍵突破的基礎上,正快速邁向規模化制造,其商業化路徑日益清晰。
未來隨著其性價比持續提升和技術前景日益明朗,該技術有望在不久的將來成為重塑能源格局、推動全球能源結構向高效低碳轉型的重要驅動力。
本文引用參考圖片和文獻:東吳證券、山西證券、國盛證券、國海證券、華創證券、Wind、同花順、行行查、蘿卜投研數據網站、各公司公開資料,不代表本人立場,不構成投資建議。
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