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机械设备行业：钙钛矿——颠覆者or赋能者？（36页）.pdf
举报与投诉【报告导读】降本增效主逻辑下钙钛矿电池潜力大，叠层模式下电池效率可达 40%以上，GW 级产能下钙钛矿电池组件成本可降至 0.6 元/W。 钙钛矿电池（PSCs）是第三代太阳能电池的代表，光电特性优势 明显，单结理论最大效率超 30%。由于钙钛矿材料可设计性的特 点，电池效率提升速度较快，在 13 年的时间实验室效率从 3.8% 达到 25.7%，速度快于晶硅。目前产业化效率在 16-18%，2023 年中试组件效率预计达 19.3%。工艺流程短、低原料成本、低能 耗、放大优势等因素铸就钙钛矿电池低成本基因，随着电池效率、 寿命提升，度电成本有望持续下降。
钙钛矿电池产业链相比晶硅明显缩短，分为上游原材料、辅材等、 中游电池厂商、下游电站及新型应用。电池技术路线分为三种： 平面反式、平面正式、介观印刷结构。平面技术路径中，导电基 底一般使用 CVD 或 PVD 法制备，空穴传输层 PVD 法或刮涂法 制备，钙钛矿吸光层刮涂、喷涂、印刷、蒸镀等方法制备。涉及 设备类型包括镀膜设备、涂布设备、激光设备、封装设备。下游 应用包括分布式光伏电站、BIPV、柔性光伏等。目前钙钛矿电 池大面积制备不均匀、不稳定问题的解决取得积极进展，部分企 业的组件通过晶硅组件检测标准 IEC612215 加速老化认证测试。
近期钙钛矿组件出货标志着产业化进入落地阶段，同时央企积极 参与布局。目前，在建及规划产能近 30GW，十四五期间设备需 求预计 175-263 亿元。2022 年 7 月，纤纳光电用于工商业分布式 光伏的钙钛矿组件出货；华能集团、中国三峡集团积极参与钙钛 矿布局；目前在建产能约 0.8GW（不完全统计）；单 GW 电池产 能建设投资约 5 亿元，按单 GW 产能 3-4 条生产线计算，对应设 备价值量 3-4 亿元，其中镀膜设备价值量占比超 50%。随着钙钛 矿电池技术发展日益成熟，十四五期间在建及规划产能有望到达 50-75GW，设备需求预计 175-263 亿元。
太阳能电池实验室效率从 1954 年诞生时 6%提升到如今的 31.25%（串联硅钙钛矿），同 时太阳能电池发展历经三代：晶硅、薄膜、新型太阳能电池 。太阳能电池能够通过光电效应 直接将光能转化成电能。1837 年，法国的物理学家首次在溶液中发现了光伏效应。1954 年， 美国贝尔实验室制备出的世界第一块太阳能电池的光电转换效率为 6%。我国于 1958 年也开 始进行太阳能电池的研制工作。自从第一块太阳能电池被制造，在 60 多年时间里太阳能电池的发展已经历三代，种类也进一步丰富。其中，第一代是以晶硅为主的太阳能电池;第二代以 薄膜太阳能电池为主，其典型的代表是铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)太阳能电池;第三代为 新型的太阳能电池，主要包括：钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池， 量子点太阳能电池。2022年7月，洛桑联邦理工学院（EPFL）和瑞士电子和微技术中心（CSEM） 使用混合蒸汽和液体溶液技术将钙钛矿沉积到有纹理的硅表面上，1 平方厘米的测试电池的效 率达到了 31.25%。
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