电力设备及新能源行业：钙钛矿电池产业化发展研究报告

请仔细阅读本报告末页声明 产业研究报告 2024 年 03 月 12 日 电力设备及新能源 钙钛矿电池产业化发展研究报告 钙钛矿电池成本低、效率天花板高，有望成为主流太阳能电池技术。钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，具有高能量转化效率、价格低、重量轻、柔性大等特性。当前晶硅电池效率已经逐步接近理论效率极限 29.4%，而钙钛矿单结电池的肖克利-奎伊瑟（S-Q）理论效率极限为 33.7%，全钙钛矿叠层电池理论效率可达 44%，截至 2023 年底，晶硅-钙钛矿叠层电池实验室效率已达 33.9%（隆基数据）。原材料成本方面，钙钛矿材料原材料具有易得、成本低、价格周期性弱的属性；生产过程中，钙钛矿电池能耗低，加工过程无高温环节，能耗最低可达到 0.2 元/W。我们认为钙钛矿电池具备转化效率的突出优势，同时产业环节精简、生产成本较低，有望替代晶硅电池成为主流太阳能电池。 产业化主体具备资金技术优势，为钙钛矿发展提供坚实保障。钙钛矿研发方面，华能集团是最早从事钙钛矿技术研发的能源企业，多个央企均有钙钛矿研发布局；产业化方面，当前钙钛矿产业化进展领先的企业大量背靠国资及大集团：协鑫光电背靠协鑫集团，收获宁德时代、腾讯融资；极电光能获长城控股集团投资，已建设全球首条 GW 级产线；万度光能背靠宜昌国投集团，3GW 组件项目已开工。同时，各行业巨头均涌入钙钛矿赛道，宁德时代、华纳集团、比亚迪、京东方等纷纷押注钙钛矿。腾讯控股、宁德时代、比亚迪、京东方 A 和华能国际总市值超 4 万亿。无论是国资背景还是各行业巨头，布局钙钛矿的企业均具备雄厚的资金实力，具有推动技术发展所需的资源和灵活性，可以大量投入研发创新，为推进钙钛矿产业化奠定坚实基础。 风险提示：原材料价格波动风险；技术进展不及预期风险；产业化投资不及预期风险；政策变动风险。 作者 分析师 于 夕朦 执业证书编号：S1070520030003 邮箱：yuximeng@cgws.com 联系人 于 振洋 执业证书编号：S1070122080010 邮箱：yuzhenyang@cgws.com 联系人 曾 宁馨 执业证书编号：S1070123060025 邮箱：zengningxin@cgws.com 相关研究 1、《能源基础设施 REITs 市场回顾与展望》2024-03-08 2、《2023 年“长时储能”产业发展及投融资概况》2024-03-08 3、《绿氨产业有望推动氢能规模化发展—氢能及燃料电池》2024-01-08 产业研究报告 P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 1. 钙钛矿基本情况介绍 ........................................................................................................................................ 4 1.1 钙钛矿电池原理 ....................................................................................................................................... 4 1.2 钙钛矿实验室效率提升和问题解决 ........................................................................................................... 4 1.3 钙钛矿电池的优点.................................................................................................................................... 6 2. 钙钛矿电池研究进展 ........................................................................................................................................ 8 2.1 钙钛矿行情复盘 ....................................................................................................................................... 8 2.2 能源央企押注钙钛矿，大力研发促进产业化 ........................................................................................... 10 2.3 技术不断突破，钙钛矿产线布局加速...................................................................................................... 11 2.4 钙钛矿正在 0-1 突破的时刻，有望成为未来主流路线 ............................................................................. 13 2.4.1 异质结发展历史 ........................................................................................................................... 14 2.4.2 异质结产业化缘何受阻？ ............................................................................................................. 15 2.4.3 钙钛矿产业化缘何成功？ ............................................................................................................. 18 3. 钙钛矿电池工艺路线进展 ............................................................................................................................... 20 3.1 大面积制备钙钛矿太阳电池的制备方式 ..........................................................................