乘风而上！HJT+钙钛矿，红利来袭
发布日期：2022/12/26
一、事件触发：
据不完全统计，从去年至今钙钛矿领域投资额已近百亿。钙钛矿电池属于第三代太阳能电池，包括纯钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型，其中，HJT-钙钛矿叠层电池有望率先产业化。
“高效HJT+钙钛矿叠层电池”，这个技术路线与单节钙钛矿电池，两者是有根本性差异的。目前纯钙钛矿电池在大尺寸组件产品的市场化进程上，尚未克服“寿命短、稳定性差”的问题，因此，效率衰减过快成为钙钛矿技术产业化落地的最大掣肘。
HJT-钙钛矿叠层电池的顶电池一般为钙钛矿电池，底电池一般为 HJT 电池，由钙钛矿电池负责吸收短波长的太阳光(紫外+蓝绿可见光)，HJT 电池负责吸收长波长的太
阳光(红外光)，可以很好的提高太阳能电池的性能。在转化率贡献上，HJT可以贡献25%-26%的转化率，而钙钛矿叠层则是增加其3%-5%增量效益。
作为颠覆性的新一代光伏技术，钙钛矿凭借诸多优势逐渐显现出巨大的商业化前景。截至2022年8月，公开发表的单结钙钛矿太阳能电池世界最高光电转换效率已达到25.6%，钙钛矿与晶硅叠层电池的效率已经超过30%。
近日钙钛矿大会召开在即，那么从整个光伏产业来看，可能还是叠层的进展受关注较多。从这方面看，钙钛矿是现有技术的转化率增量。市场具体买不买单，还需看往后的表现。如果整个行业的发展加速，明年GW级的产能真能落地，那么这方面的机会也有不少。
二、未来3-5年钙钛矿设备市场空间将达百亿
钙钛矿光伏行业处于工艺“萌芽期”，多条试验线即将落地，而国产设备商频繁出Demo机验证，按照产能规划+下游应用展望等逻辑测算，设备端有望在未来3-5年迎来百亿级市场，平台型设备商优先受益。
钙钛矿行业处于0-1的成长初期，未来两年产能实现低基数翻番
由于钙钛矿的提效空间较高，能吸收弱光发电、制备工序简单、轻薄可柔性、易于合成等优势，在高效性能获得实验室证实的背景下，已获得腾讯创投、宁德时代、长城汽车、碧桂园等资本对产线项目的投资。
同时，2022年行业新增产能开工近1GW，现有规划超27GW，处于从概念提出到中试线落地的成长初期，与型晶硅电池的“萌芽期”有一定的相似之处。
据现有钙钛矿产线规划测算，2023、2024年的产能增速将达近80%、256%，实现低基数的高增长弹性，产业整体产能将于2024年落地近2GW，具备电池技术迭代的革命性意义。
设备端意义：钙钛矿技术可延续现有光伏设备商的商业寿命
钙钛矿组件生产涉及多个功能层的制备和封装，而相关设备主要包括涂布机、PVD(磁控溅射类、蒸镀类、RPD)、激光设备、封装设备（层压机等）。
部分国产设备商已具备提供定制化设备的能力，且各环节均有国产设备的出机验证或投入中试量产，其中PVD和激光环节不乏有成熟光伏设备商布局。
鉴于目前处于钙钛矿技术创新期，工艺路线尚未定型，后续技术定向有望推动相关厂商的设备订单，迎接下一轮光伏设备行业景气。
设备空间：期待未来3-5年的百亿元钙钛矿设备市场
依照产能规划落地、分布式光伏占比、下游应用短期受益于BIPV/BAPV+长期受益于太阳能车等分布式应用的3种逻辑进行测算，2025-2027年有望迎来百亿元钙钛矿设备市场。2022年钙钛矿组件产能约为0.87GW，2023年钙钛矿组件产能有望＞1GW，2026年钙钛矿组件产能预计24GW。假设22/26年钙钛矿设备单GW投资额分别为15/7亿，对应市场规模为13/168亿。
价值量占比
目前各家钙钛矿电池生产商的工艺选型、设备构成存在差异，但设备总体包括：PVD、RPD、涂覆机、蒸镀机、激光设备等（分别占比21%、31%、15%、21%、12%）。早期100MW级钙钛矿生产线单GW投资额达10-15亿，预计未来将降至5-7亿，即2025年钙钛矿设备市场空间有望达到150-200亿
三、主要逻辑
1、HJT-钙钛矿叠层电池相较于纯钙钛矿电池路线有望率先实现量产
对于许多有硅技术积累的公司来说，晶硅叠加钙钛矿是一个既能利用原有产线和技术积累、又能降本增效的路线，且不像纯钙钛矿电池一样需要完全重塑产业链，相比于纯钙钛矿电池有望率先实现量产。
HJT电池主要增效路径：双面微晶工艺和HJT-钙钛矿叠层。目前对于异质结电池来说，将转换效率进一步提高的路径主要有两种，一是微晶工艺，通过PECVD制作的微晶N层较非晶N层主要是FF具有优势，效率绝对值高0.2%以上，且电流相对较低，后续优化方向为微晶硅氧N层，同时组件端CTM对比，微晶N层工艺比非晶N层效率绝对值高接近1%；二是HJT-钙钛矿叠层电池，HJT-钙钛矿叠层电池实验转换效率目前已达到 31.3%，超过晶硅电池的实验室效率。纤纳光电创始人姚冀众表示叠层电池中约有2/3的转换效率来自钙钛矿，1/3 来自晶硅层，钙钛矿-异质结叠层电池的量产目标效率28%。
钙钛矿与HJT叠层更合适：（1）钙钛矿与 Topcon 叠层需改造较多，与 HJT 叠层更合适；（2）钙钛矿/HJT 叠层电池为串联结构，输出超高电压提高转换效率。
2、钙钛矿是下一代光伏新势力，HJT-钙钛矿叠层效率极限达43%，单瓦成本仅为晶硅的1/2
高效率：单结钙钛矿电池理论转化效率可达31%，高于晶硅电池极限效率29.4%。钙钛矿与HJT叠层电池理论效率达43%，三层钙钛矿叠层电池理论效率超50%。目前单结钙钛矿电池最高认证效率为25.7%，钙钛矿/硅叠层电池最高认证效率达31.3%；
低成本：钙钛矿电池相比晶硅产业链大幅简化，单环节价值高度集中，原材料纯度要求低且易得，可低温溶液制备大幅降低能耗，根据协鑫纳米测算，钙钛矿单片组件成本约为
0.5-0.6 元，是晶硅极限成本的 50%。
四、产业方面，钙钛矿设备订单先行
站在当前阶段结合业绩释放节奏和投资确定性来看，设备类公司有望优先受益。钙钛矿产业的相关标的可分为三种，主产业链环节公司、材料环节公司、设备环节公司，当前主产业链环节公司还基本是非上市公司；材料类可分为玻璃类和中间膜层类材料，玻璃类由于市场需求还未真正打开，未来竞争格局存在一定不确定性，而中间膜层类材料可选材料还较多，材料体系尚未统一；对比来看，钙钛矿电池涉及的设备种类和路线相对有限，随着新进入者不断增多，对于增量设备（RPD和蒸镀）的需求将越来越多，从确定性和业绩释放节奏来看，设备公司均有望优先受益。
2022年钙钛矿组件产能约为0.87GW，2023年钙钛矿组件产能有望＞1GW，经过测算，2026年钙钛矿组件产能预计24GW。假设22/26年钙钛矿设备单GW投资额分别为15/7亿，对应市场规模为13/168亿。
钙钛矿太阳能电池生产的主要设备为钙钛矿印刷设备及真空镀膜设备。纯钙钛矿路线中需要使用 3-4 道激光设备，HJT-钙钛矿叠层电池中无需使用激光设备。
l 镀膜设备（RPD/PVD）：用于制备阳极缓冲层、阴极缓冲层、背电极。目前PVD镀膜设备占钙钛矿整线的价值比例大概在50%左右，单GW价值量7.5亿元。
镀膜设备供应商细分：
l 涂布设备：主要用于制作钙钛矿吸光层。其中狭缝涂布作为一种精密的涂布技术，其工作原理是涂布液在一定压力一定流量下沿着涂布模具的缝隙挤压喷出而转移到基材上。相比其它涂布方式，具有很多优点，如涂布速度快、精度高、湿厚均匀等；由于涂布系统封闭，在涂布过程中能防止污染物进入，浆料利用率高、能够保持浆料性质稳定，可同时进行多层涂布。目前涂布设备占钙钛矿整线的价值比例大概在20%左右，单GW价值量3亿元。
l 激光设备：激光刻蚀机在钙钛矿太阳能电池中的作用是对P1、P2、P3进行激光划线，阻断导通，从而形成单独的模块，其中一般理解为P1为FTO导电玻璃，P2为ITO或钙钛矿层，P3为镀金材料或镀银材料，也有一些项目组采用碳粉材料。国内钙钛矿电池激光设备商主要如下：
l 封装设备：封装层压成光伏组件的关键设备。目前，常见的钙钛矿太阳能的电池封装技术有两种：第一种封装技术是使用蒸发金属喷射器和焊接金属带将电流从电池传导到外部，并将金属带的边缘密封，器件位于封闭空腔中心。第二种封装技术是利用透明的ITO电极将钙钛矿与金属电极分离，确保电极与PSCs之间有一定的横向间隙，封装的一边直接是ITO电极，进而可以更好的密封整个器件。这两种都是“封边”式封装技术。目前封装设备占钙钛矿整线的价值比例大概在10%左右，单GW价值量1.5亿元。
五、相关个股推荐
l 镀膜设备：捷佳伟创——已获钙钛矿多种设备订单
纯钙钛矿电池路线和 HJT-钙钛矿叠层路线中，公司均可提供 RPD/PVD 设备。2022 年 7 月，捷佳伟创用于钙钛矿太阳能电池生产的关键量产设备“立式反应式等离子体镀膜设备” (RPD)已通过公司厂内验收，将发运给客户投入生产。公司表示，这台设备是由公司引进中国台湾的博士团队在原有日本住友技术平台上进行授权设计并持续研发、制造、销售的一款面向钙钛矿电池的大面积量产型生产设备，具有多项的自主知识产权，填补了国产设备在这一领域中的空白。
10月16日，公司官微发布信息，公司近期获得某央企研究院的钙钛矿低温低损薄膜真空沉积设备订单、某国家科学院的反应式等离子镀膜设备订单，并成功中标了某全球头部光伏企业的钙钛矿电池蒸镀设备项目。该蒸镀设备核心蒸发源由捷佳伟创研发团队自主研发，公司积极推进钙钛矿及叠层电池整线装备的研发及升级，已获得了狭缝涂布、PVD/RPD、蒸发镀膜等设备订单，助力大量知名领先企业实现钙钛矿产品的研发与量产，深入服务了国家科研院和央企研究院及知名高院关于钙钛矿课题的研究与探索。
l 镀膜设备：京山轻机——叠层路线提供蒸镀设备
纯钙钛矿电池路线中，公司可提供PVD设备和ITO玻璃清洗设备。HJT-钙钛矿叠层路线中，公司可提供团簇式蒸镀设备。PVD设备用于电子传输层或空穴传输层的制备，已具备成熟供货能力；蒸镀设备用于钙钛矿材料与金属电极层的制备，已成功应用于多个客户端。钙钛矿叠层方面，公司团簇型多腔式蒸镀设备具备完全自主知识产权，是用于钙钛矿电池制备过程中钙钛矿材料及金属电极材料的蒸镀设备。同时，2021 年 5 月公司与头部企业协鑫光电签立钙钛矿叠层电池技术合作开发协议，联合开发钙钛矿与叠层电池的工艺及相关设备，共同推动钙钛矿电池商业化进程。
2022年10月25日讯，日本仁烁光能团队研制的全钙钛矿叠层电池组件稳态效率达24.50％创造新世界纪录；公司实现钙钛矿设备开发与销售，已交付产品包括钙钛矿 PVD 镀膜设备、钙钛矿团簇型多腔室蒸镀设备。
公司与华中科技大学陈蓉团队的合作光伏原子镀膜技术，钙钛矿电池镀膜技术路线，有望继续保持钙钛矿镀膜设备领导地位。
根据公司和金石的合作协议，公司将成为金石清洗制绒的唯一供应商和自动化设备的首选供应商，公司研发的 TOPCon 二合一设备近期准备发货。22年10月10日互动易回复，公司已完成首台 HJT 异质结清洗制绒设备的交付
公司铸造分公司生产的产品将通过特斯拉的一级供应商采埃孚应用于特斯拉 Model 3及 Model Y 这两款车型；公司母公司是国内最早从事智能瓦楞纸箱包装智能成套装备研发、设计和生产的公司之一。
公司已成为全球行业内少有的可以同时提供高端瓦楞纸板生产线、传统印刷机和数码印刷机、印刷成型线、配套智能物流系统等全产业链设备整厂解决方案供应商。2022年11月25日，公司携手白山永恒包装有限公司打造的印前整厂物流顺利交付投入使用。
l 镀膜设备：奥来德——国内领先的镀膜设备蒸发源供应商
2022年11月18日晚，公司发布公告表示拟使用超募资金4900万元投资建设“钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发项目”（计划投资额2900万元，建设周期20个月）和“低成本有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件开发项目”（计划投资额2000万元，建设周期20个月）。
采用线性蒸发源的蒸镀机可以提高钙钛矿光伏电池大面积制备的均匀性、批次稳定性、连续重复生产等能力。公司目前为国内唯一一家6代AMOLED线性蒸发源的国产供应商，公司在高世代的高性能线性蒸发源领域也已有技术布局。同时，公司也在进行小型蒸镀机的设计和制造布局，在小型蒸镀机的制造方面加大研发及产业化力度。
此次募投项目可分为针对钙钛矿光伏电池所需核心蒸镀设备和核心材料的开发。在设备方面，采用线性蒸发源的蒸镀机可以提高钙钛矿光伏电池大面积制备的均匀性、批次稳定性、连续重复生产等能力。公司目前为国内唯一一家6代AMOLED线性蒸发源的国产供应商，公司在高世代的高性能线性蒸发源领域也已有技术布局。同时，公司也在进行小型蒸镀机的设计和制造布局，在小型蒸镀机的制造方面加大研发及产业化力度。
根据公司公告，截至目前国内钙钛矿光伏电池在建及规划产能为29GW，“十四五”期间在建及规划产能有望达到50-75GW。如按照单GW设备投资额3.5亿元计算，对应设备总投资为175-263亿元，镀膜设备为87.5-131.5亿元，其中蒸镀设备为11.8-17.7亿元。
材料方面，空穴传输材料是钙钛矿太阳能电池的核心材料之一。公司通过多年研发积累，在OLED有机材料方面已经覆盖空穴功能材料、发光功能材料、电子功能材料等多品种，相关OLED有机材料已稳定供应给国内头部面板厂商。因此，受益于在OLED行业的积累，公司具有丰富的空穴型载流子开发经验，在此基础上公司可通过进一步设计材料获得满足钙钛矿光伏电池所需的空穴传输材料产品
l 真空泵设备：汉钟精机——国内真空泵龙头
随着真空业务放量，公司第一大主营业务压缩机产品的营收占比从2018年的 75.13%下降到2021年的 56.93%，真空产品营收占比从 2018 年的 15.74%上升到 2021 年的34.98%。公司在保持传统压缩机业务稳步发展的同时，进一步发力拓展真空产品在光伏行业和半导体行业的应用。
真空泵为光伏设备的关键部件之一。光伏电池主要分为四大流程：硅料制程、硅片制程、电池片制程和组件制程。真空泵主要应用于硅片拉晶，电池片高方阻扩散（低压扩散炉）和 PVD、PECVD 镀膜工艺，组件层压环节等。设备中的真空稳定性是工艺稳定的关键技术之一，以电池片镀膜为例，真空镀膜技术的优点有：薄膜厚度可进行控制，以制备具有各种不同功能的功能性薄膜；环境清洁，薄膜不易受到污染，因此可获得致密性好、纯度高和涂层均匀的薄膜。
蒸镀钙钛矿材料时会有腐蚀性气体出来，会对设备造成腐蚀，需要使用真空泵进行抽取。目前汉钟精机已有能满足半导体最先进工艺的全系列中真空干式真空泵产品，并拥有 SEMI 安全基准验证证书，有以下三个系列运用在各半导体工艺中：PMF 系列产品、iPM 系列产品和 iPH 系列产品。
l 杰普特在钙钛矿赛道上，目前是领先的四支团队之一
钙钛矿+市值小+科创板放开，全球首套钙钛矿膜切设备成功交付，是领先的钙钛矿四支团队之一。
第一，大正微纳，是国内柔性钙钛矿薄膜太阳能电池精密制造的领军企业，目前已获授权及申请专利20余项。大正微纳的首席科学家宫坂力教授为钙钛矿太阳能电池的发明人，并获得2017年诺贝尔化学奖提名。绑定的杰普特在柔性钙钛矿薄膜切割设备。
第二，协鑫纳米，范斌。范斌团队从2010年后就开始了钙钛矿研究，几乎是国内最早进行钙钛矿产业化的团队。绑定的是京山轻机子公司晟成光伏，两者合作开发纯钙钛矿设备和叠层电池。
杰普特在柔性钙钛矿薄膜切割领域取得重大突破，为江苏大正微纳科技有限公司(下称“大正微纳”)定制的全球首套柔性钙钛矿膜切设备，通过验收并正式投入生产使用。
钙钛矿设备目前呈现持续出货的态势，包括捷佳伟创、京山轻机控股的晟成光伏、汉钟精机等，技术迭代带来了设备公司的发展机遇，多家布局钙钛矿较早的主流设备厂商今年以来陆续发运设备，应用于钙钛矿电池产线，产业端布局初现。伴随钙钛矿电池的产业化进程不断加速，当前时间点是左侧布局相关设备厂商的良好时机，在2023年有望充分享受行业需求爆发与优质公司高成长性所带来的双重收益。
来源：全球光伏 海涵财经
