2024钙钛矿电池行业发展潜力制备现状商业化难点及主要设备厂商梳理分析报告

2023年深度行业分析研究报告 1.1钙钛矿电池概述 1.2为什么选择钙钛矿电池？ 1.3叠层潜力巨大，晶硅叠层+钙钛矿叠层双向并行 2.1生产流程简单，所需设备仅有四类 2.2电极层制备：PVD，CVD技术 2.3传输层制备：PVD与RPD结合 2.4钙钛矿层制备：湿法经济性显著，干法成膜效果好 2.5激光环节：P0-P4共5个小环节，对设备精度要求高 2.6钙钛矿设备空间测算 3.1钙钛矿电池稳定性有待提高，目前寿命较短 3.2大尺寸钙钛矿效率较低，制备难度大 3.3钙钛矿降本之路漫长，哪些环节有望助力降本？ 4.1镀膜设备 4.2涂布设备 4.3激光设备 1.1钙钛矿电池概述用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电点电池以及有机太阳能电池等，也称作新概念太阳能电池。从光伏电池发展历程来看，第一代是以硅材料为基本材料的太阳能电池，是过去及目前最成熟的主流商业电池，量其制备过程复杂，难度较高，所需金属材料均为稀有金属，储量较少，商业价值较低，物。传统意义上的钙钛矿材料由于不具备良好的半导体性能而无法应用于光伏电池。但金属卤化物钙钛矿不同于氧化物钙钛矿，它具有卤化物阴离子而非氧化物阴离子，显示钙钛矿电池从特性上具备第一代晶硅电池稳定高效低成本的优点以及第二代无机物薄膜电池理论效率高且制备流程简单的优点，使用低成本原材料换取更高的理论效率，图1：太阳能电池发展历程资料来源：东方富海，财信证券钙钛矿太阳能电池与传统光伏电池拥有类似的层级结构。主要由五层组成，包括透透过率、低电阻率的透明电极。作为其他材料的载体，光线由此射入，将收集到的光电用于传输电子。制备环节中，先将ETL材料涂布在基底上有机铅卤化物或者全无机铅卤化物等材料，典型代表为碘化铅甲胺（MAPbI3，随后进行热处理或光处理，以形成良好的空银或铝制成，作用是提高电极的导电性能，用于传输电荷并连接外电路。制备环节中，图2：钙钛矿结构及电荷传导图资料来源：全球光伏，财信证券其中平面结构又分为正反式两种。从结构特点来看，介孔结构是最早诞生的钙钛矿电池结构，其主要特点在于采用二氧化钛作为介孔骨架，实现电子的转移运输，具有成膜均匀光滑、光电转换效果好等优制备工艺更为简单。但正式结构的空穴传输层在核心的钙钛矿层上面，所以在选材的温度耐受性和性能平衡上，尚存在较多难点，且迟滞效应比反式结构明显，当前多存在于实验室研究领域。反式结构比正式结构的工艺更简便价廉、低温成膜、更适合与传统光伏电池结合叠层器件等。同时因为反式（p-i-n）结构的空穴层选材，更有利于抑制迟滞图3：钙钛矿三种常见结构资料来源：全球光伏，财信证券1.2为什么选择钙钛矿电池？学组成的化合物，A位通常是有机或无机阳离子，B位是金属阳离子，X位则是卤族阴氢、铅、碘是自然界常见元素，均非稀有金属等高价材料，所以钙钛矿电池原材料可以电池可以通过改变替换ABX3结构中的部分离子配方，从之间。一般来说，对于较小的带隙材料（如CH3NHCl-、Br-等）来调节带隙；对于较大的带隙材料（如CsPbBr3可以通过温度处理来实现带隙调节。通常情况下，带隙较小的钙钛矿太阳能电池（如CH3NH3P的光电转换效率，但开路电压较低；带隙较大的太阳能电池（如CsPbBr3）则具有较高的开路电压，但光电转换效率较低。同时，带隙可调也使得钙钛矿电池适合作为叠层电图4：钙钛矿材料带隙可调资料来源：索比光伏网，财信证券光能的吸收更高，因此具有更高的转换效率，双结和三结电池理论效率分别达到46%和3带隙约为1.55eV，对应的吸收带边为800nm，图5：钙钛矿晶体结构（何坤等，2023财信证券图6：钙钛矿晶体平面结构弱光效应优秀，同环境下发电量多于晶硅电池。冬季是一年中获得太阳辐射最少的季节，且雾霾天气较多，容易造成阳光遮挡，光伏电站长期处在辐照度显著低于标准光照的弱光环境中，组件的弱光发电性能对最终发电表现非常重要。根据极电光能发布的组件的发电量要显著高于晶体硅组件。随着辐照度的降低，钙钛矿组件的相对效率逐渐标准光照下的111%。晶硅组件辐照度在700-1000W从极电自建的户外电站最新的实证数据来看，钙钛矿组件阵列每天早晨比同地区晶右，这也直观地展示了钙钛矿组件优秀的弱光发电性能带来的实际增益。相较于冬季同等条件下的晶硅组件，弱光发电增益能力可为钙图7：钙钛矿电池弱光性能对比资料来源：极电光能，财信证券图8：钙钛矿组件在较低效率拥有与晶硅组件相同发电量Mootetetal.,2021财信证券的PCE，开启了钙钛矿太阳能电池从无到有的一步。在短图9：各类电池转换效率发展历史（蓝色为晶硅电池，黄色为钙钛矿电池，橙色为钙钛矿叠层电池）资料来源：NREL，财信证券钙钛矿相较传统晶硅电池拥有成本和理论效率的优势，但在稳定性方面有欠缺。效晶硅电池最高效率为27.6%，但钙钛矿电池还有叠层电池等发展路径，在理论效率上明显优于晶硅电池。成本方面，钙钛矿电池理论单瓦成本也显著低于晶硅电池。稳定性方技术尚未成熟，目前光照工作稳定性达到1料的很多新型光伏技术都要求将持续光照老图10：钙钛矿电池与晶硅电池对比资料来源：光远股份，NREL，财信证券高理论效率且契合当下产能结构是叠层电池最大的优势。单结晶硅太阳电池的转换电池的转换效率在当下及未来将变得非常困难，结合当下晶硅电池产业化程度极为成熟的背景，叠层电池应运而生，原理是通过使用具有不同带隙的吸收材料来吸收不同能量钙钛矿太阳电池与晶硅太阳电池的串联叠层，将充分吸收太阳光，突破单结电池的效率快速提升到目前的33.9％。钙钛矿/晶硅叠层电池的物理本质是一种半导体串联器件，能图11：钙钛矿/晶硅叠层电池分光吸收原理图12：钙钛矿及晶硅电池发电原理资料来源：德沪涂膜，财信证券带隙不同的叠层电池能充分减少热损失，反式钙钛矿更适合叠层。两叠层电池的工作原理是利用宽带隙钙钛矿材料在顶部吸收部分可见光和短波光，透过顶电池的部分可见光和长波光被硅底电池材料吸收，减少短波光子的热损失，充分利用太阳光谱，提高光伏器件的转换效率。另外，n-i-p型的正没有发现拥有高透过性的空穴传输材料，电流损失较大，效率提升困难。因此叠层电池资料来源：全球光伏，财信证券图13：叠层电池带隙差能有效减少热损失异质结叠层钙钛矿：钙钛矿电池能吸收高能量的紫外和蓝绿可见光。而异质结电池本身为对称结构可以兼容正式和反式钙钛矿电池。因此钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池图14：异质结叠层电池结构进行结构改造，加入中间复合叠层，工艺复杂程度较高。但TOPCon产业化成熟度高，技术成熟，产线投建及制造成本低，在性质上具备优秀的高温稳定性，能为顶层结构提图15：TOPCon叠层电池结构及效率资料来源：全球光伏，财信证券2钙钛矿电池制备：镀膜、涂布、激光、封装四大核心设备2.1生产流程简单，所需设备仅有四类图16：钙钛矿生产流程及所需设备资料来源：德沪涂膜，协鑫光电，财信证券光伏电池碲化镉薄膜电池及第三代光伏电池钙钛矿电池，由于非晶硅薄膜太阳能电池的层需要用能透光的透明电极，因此可以直接使用透明导电氧化物（TCO）镀膜玻璃作为基板，即表面镀有TCO膜层的玻璃板。TCO玻璃是指在平板玻璃表面镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜的玻璃深加工品，实现对可见光的高透1）ITO，为掺锡氧化铟薄膜（In2O3:S当下量产难度较大，工艺流程尚存在一些问题，因此并未成为主流工艺，主要采用方式制备。在线化学气相沉积法（CVD）镀膜一般是在浮法产线锡槽冷端或退火窑前端安装镀膜设备，以连续生产的高温（400~700℃)、洁净、快速拉引的玻璃带为载体，通过原料气体（前驱体）在高温玻璃表面发生化学反应合成镀膜膜层，再经过退火冷却形图17：CVD工艺流程因而不利于大批量的生产。而PVD磁控溅射可在空气环境中沉积NiOx，氧气氛围中溅图18：磁控溅射工艺图解资料来源：汇成真空招股书，财信证券式结构为主，反式结构中电子传输层是在钙钛矿层上进时可能产生的对钙钛矿层的损伤。RPD设备精穴传输层方面需要高温退火，成膜质量难以控制，在电子传输层则无法控制对钙钛矿层的损伤，有使用带有C60的复合材料成功的案例，但不具备普遍性。），纳米级厚度的薄膜，容易出现大量由气泡、难溶颗粒或表面不浸润区等引起的针孔等微孔洞型物理缺陷，无法在大面积范围内实现均匀的覆盖。因此在传输层制备环节使用涂图19：RPD镀膜原理资料来源：捷佳伟创官网，财信证券图20：RPD工作环境资料来源：捷佳伟创官网，财信证券2.4钙钛矿层制备：湿法经济性显著，干法成膜效果好钙钛矿吸光层的制备是钙钛矿电池的核心环节。钙钛矿层镀膜阶段，需要精准控制目前主要包含干法和湿法两种类型的工艺，各有优势，由于处于产业化前期，因此制备涂布最优。刮刀涂布法是一种利用刮刀与基底的相对运动，通过刮板将前驱体溶液分散所制备的膜层厚度由溶液浓度、刮板与基底缝隙宽度和刮涂的速度决定。狭缝涂布法是将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜等上，在一定压力下，将溶液沿着模具缝隙压出并转移到基材上的涂布技术，狭缝涂布通过控制系统狭缝宽度、移动速度和输液速度的调整，对薄膜质量进行更精细化的调控。喷墨打印法和喷涂法是通过在喷头内部施加压力的方法将钙钛矿前驱体溶液从喷头内挤出并在基底上成膜的技术，喷涂法常用的喷头有高压气喷头和超声喷头等，而喷墨打印法是利用喷头压相对其他三种方法，狭缝涂布更有利于控制钙主流的钙钛矿量产涂布工艺。溶液涂布法原料利用率高，速度快，成本低，设备兼容度高，从产业化角度来看是目前较为理想的选择。狭缝涂布的材料利用率可以达到90%以上。在使用狭缝涂布法大面积制备钙钛矿薄膜的过程中，涂布厚度和均匀性要求极高，需要设备和工艺的完美结合，十分考验设备厂商的技术能力，优秀厂商容易形成较高的图21：四种湿法工艺图22：狭缝涂布制备钙钛矿薄膜流程钙钛矿层干法工艺主要以蒸发镀膜为主，难度较大，但成膜效果优秀。真空蒸镀为钙钛矿层制作主要干法工艺。蒸镀法为在真空腔室内，通过电阻加热、电子轰击等方法使钙钛矿层材料靶材受热蒸发，材料气体逸散到基片的表面沉积形成薄膜。相比于湿法工艺，气相沉积法可以通过控制蒸发源精确调控钙钛矿中各组分的化学计量比，从而保证薄膜的均匀性。但是干法工艺对真空环境要求极高，需要较长的抽真空时间，且材料分子泵等高真空设备，成本依旧低于常见的图23：蒸发镀膜工艺详解图24：钙钛矿层蒸镀法vapor-phase-depositedperovskitesolarcellsbasedonametaloxidebufferlayer[J].Thejournalofphysicalchemistryletters》（Pérez-del-ReyDetal.,2018财信证券制备工艺相对简便，产业化难度较低，但由于蒸发速率较快容易导致薄膜的晶体质量不高，过快的膜料蒸发速率对于精确调控膜层的厚度及实现高结晶度的钙钛矿晶体带来诸双源和多源真空蒸镀工艺具有相似之处，通过优化真空装备系统及改进蒸镀工艺，已经基本克服了无机前驱体残留和碘甲胺蒸汽分子沉积速率难以控制的问题。多源真空蒸镀还能够实现多元素及多组分掺杂，从而提升钙钛矿薄膜的光伏性能，在今后的真空图25：双源蒸镀将整面膜层分割成一个个相互串联的宽约4-12mm的子电池单独模块，以实现增大电压和串联电池的效果。P4则是激光清边环节，目的是对电池片资料来源：深圳光远智能装备，财信证券表1：激光P1-P4环节具体作用工序名称作用在透明导电电极TCO沉积后，空穴传输层沉积前，进行激光划线，以形成彼此独立的条形导电电极，同时作为后续P2、P3划线的定位点。在电子传输层沉积后，底电极沉积前，进行激光划线，对电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层进行刻蚀，将TCO层裸露出来，从而让下一步沉积的背电极与TCO层直接接触，让子电池之间正负极相连。在完成制备金属电极层后，对背电极、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层进行刻蚀，让子电池之间分离开来。清除电池边缘的沉积膜，属于封装前的清理工作资料来源：深圳光远智能装备，上海乐天钙钛光电，财信证券死区是激光划线后的产物，激光划线的核心技术指标是将死区做到最小。激光划线死区宽度越大，电池中发电无效区占比越大，子电池的效率也就越低，因此，钙钛矿光伏电池激光划线工序，其中一个核心技术指标就是将死区做到最小。除产品本身设计线宽对死区宽度有影响外，线与线的间距需尽量做小，但是P1/P2/P3线之间，不可并线，因此激光设备加工系统的控制精度越高，死区越小，对钙钛矿电池的效率影响越图27：激光划线后死区图示2.6钙钛矿设备空间测算20.4%/30.6%/20.4%/16.3%/12.2%。我们预计实现G表2：100MW钙钛矿产线所需设备及价值PVD涂布机RPD激光封装单价（万元）22141总价价值占比资料来源：第一财经，协鑫光电，财信证券22.5亿元设备市场空间；2026年在乐观、中图28：钙钛矿设备市场空间预测0钙钛矿设备市场空间（亿元）(中性)钙钛矿设备市场空间（亿元）钙钛矿设备市场空间（亿元）(中性)钙钛矿设备市场空间（亿元）(悲观)资料来源：中商产业研究院，第一财经，协鑫光电，财信证券测算3钙钛矿电池商业化难点及解决方案梳理3.1钙钛矿电池稳定性有待提高，目前寿命较短钙钛矿吸光层在多种环境下均会发生分解反应。水解：传统的钙钛矿材料本身具有很强的吸湿性，能够吸收其周围环境中存在的水分子，当空气湿度达到一定程度后，过多的水分子便会使得钙钛矿材料分解，降低器件图29：钙钛矿材料在水环境下的分解路径光照：相对于水、氧和温度等因素，光照对钙钛矿材料稳定性的影响难以避免且更为复杂，包括光照引起钙钛矿材料的分解、材料的相变和材料内部的相分离等。但在个别情况下，光照也能促进钙钛矿材料内部缺陷的修复，起到提高材料稳定性的作用，但图30：钙钛矿光照反应图31：钙钛矿电池稳定性解决方案钙钛矿稳定性的主要解决方案有两种，一种是材料矿材料；②有机聚合物或无机物掺杂的钙钛矿复合材料；③二维-三维钙钛矿复合材料，三种方法均能有效提高钙钛矿结构稳定性，实现数千小时的稳态结构，然而当下钙钛矿封装技术：间隙封装：间隙封装始终采用覆盖层（例如玻璃、聚合物板）和边缘密封，以避免氧气和水分从侧面渗透。可以在盖玻片下方放置干燥剂，以吸收可能渗透到封装装置中无间隙封装：封装胶始终粘在光伏器件上，光伏器件与封装材料之间没有间隙，以抑制钙钛矿组件的挥发。与多层封装相比，单层封装在制造和与太阳能电池集成方面简单，因此在商业化角度备受关注，是目前可选择的降本渠道之一。多层封装：多层分装是无间隙封装的衍生，结构基于堆叠多个无机或有机层，使每一层补充和增强整体结构的性能。有机层始终具有良好的加工性，并显示出良好的厚度均匀性。无机层具有良好的阻隔性能和良好的运行稳定性。采用紫外线固化粘合剂（UVCA）和石蜡作为密封剂，玻璃作为盖子。由于封装剂与钙钛矿电池在非间隙封装图32：间隙封装图33：单层/多层封装 证券证券 封装材料：钙钛矿封装材料需要具有优异的绝缘性、热塑性和一定的机械强度。致密的包装层能有效隔离空气中的水和氧，并能以低成本实现大面积包装。常见的包装材料包括聚异丁烯、聚乙烯、热塑性聚氨酯、图34：聚合物封装层制备条件（SMaetal.,2022财信证券钙钛矿电池大面积效率损失严重的主要原因有两点，一是钙钛矿薄膜的大面积制备工艺不成熟，难度较大，出现膜层不够均匀等问题导致成膜质量差；二是大面积薄膜组图35：钙钛矿电池效率会因面积增大而显著下降狭缝涂布法的主要问题是尚未有效解决钙钛矿的成核结晶问题，由于钙钛矿的晶体结构特性，随着制备面积的增大，表面干燥速度由于涂布时间的不同导致差异，如果不能有效控制整个表面进行完全干燥，则会产生结晶导致表面出现缝隙或气泡，从而影响蒸镀法同样存在一些大规模产业化应用的问题，一是成本问题，蒸镀作为真空沉积方式，靶材利用率低，生产速率相对较慢，同时需要更频繁的清洗；二是钙钛矿层材料可选范围较多，蒸镀需要根据不同的材料进行较为复杂的设备参数调整和测试，兼容性表3：各类薄膜沉积法特点对比沉积方法优点缺点刮刀涂布法可大面积制备，设备要求低，维护简单材料利用率低狭缝涂布法可大面积制备，可连续生产，材料利用率高对设备精度要求高喷涂法可大面积制备，设备成本低材料利用率低，易造成腔室污染喷墨打印法可大面积制备，原料利用率高生产效率较低，喷墨头的维护与更换复杂软覆盖沉积法可大面积制备材料利用率低，生产效率较低气相沉积法可大面积制备，成膜质量好材料利用率低，生产效率较低3.3钙钛矿降本之路漫长，哪些环节有望助力降本？ManufacturingProcessinDifferentLocations》中阐述，中国制造的钙钛矿组件成本为前钙钛矿主要以百兆瓦产线为主，在规模化及材料使用方面均有较明显的降本空间，在图36：材料和生产规模将显著影响成本出现在海外占比高的TCO玻璃，以及PVD镀膜利用率较低的靶材方面。TCO玻璃在钙玻璃基本被日本的旭硝子、板硝子垄断，供给受限，采购成本还高。国内企业主要以金图37：钙钛矿组件成本拆分钙钛矿组件成本结构玻璃及其他封装材料电极材料电极材料37%人工成本3%钙钛矿3%固5资产折旧能源动力9%14%资料来源：中商产业研究院，财信证券著降本。根据WenguangLiu于2023年发表的论文《Keybottlenecksanddistinct效率。所以当下理想状态的钙钛矿的组件成本应为0.87元左右。为在产业化进度逐步推进，规模效应以及技术提升将使钙钛矿实际成本逐步接近理想成表4：钙钛矿核心材料及总成本测算价格A价格B($/㎡）价格B($/㎡）价格B($/㎡）价格B($/㎡）钙钛矿层界面层TCO玻璃背电极封装合计产线规模资料来源：《Keybottlenecksanddistinctcontradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》（WenguangLiuetal.,2023财信证券注：价格A为中国国内价格，价格B海外为不同地区价格图38：材料价格不变的前提下，效率越高，单瓦价格越低（WenguangLiuetal.,2023极电光能，中商产业研最新报价，其余费用采用文献《钙钛矿光伏组件在集中式光伏电站中的应用前景分析》格持续走低，对电站投建成本的下降起到了明显的作用，但目前有下降空间，而异质结组件价格高出TOPCon组件20%以上，经济性效率提升难度较大，因此晶硅组件电站投建成本下降空间较小。而钙钛矿电池目前处于产业化初期，且理论效率远超晶硅电池，后续降本和提效空间均值得期待，相信在不久表5：钙钛矿组件与TOPCon组件电站成本测算费用类别单价（元备注费用类别单价（元备注单价（元备注光伏光伏场区及升压站主要设备光伏支架逆变器箱变光伏场区土建及设备安装围栏与道路环评与水TOPCon组件价格采PVInfolink报价铝芯光伏光伏场区及升压站主要设备光伏支架逆变器箱变光伏场区土建及设备安装围栏与道路环评与水生产成本为180元/平米，组件光电转化效率为20%铝芯生产成本为160元/平米，组件光电转化效率为23%效率提升导致费用下降效率提升导致所需土地面积减少保措施7保措施77升压站升压站送出路线7暂定20km，含对侧送出路线77前期费用含部分清补前期费用含部分清补含部分清补项目建设管理费项目建设管理费其他征地及关系费其他征地及关系费征地及关系费成本合计成本合计contradictionsinfastcommercializationofperovskitesolarcells》（WenguangLiuetal.,2023《太阳能钙钛矿电池技术发展和经济性分析》（潘莹等，2022PVInfoLink，极电光能，光晶能源，正点光伏，财信证券测算4钙钛矿主要设备厂商梳理：百花齐放，各有所长4.1镀膜设备国内光伏镀膜厂商较早布局钙钛矿，目前均有订单和实拥有深厚技术积累，均较早布局钙钛矿，有望抢占先发优势，巩固在晶硅电池设备中的表6：钙钛矿镀膜设备主要厂商梳理企业名称相关产品布局情况京山轻机整线产品，PVD镀膜设备，团簇型多腔蒸镀设备，ITO玻璃清洗机等具备成熟的钙钛矿实验线整线供应能力，并已成功获得钙钛矿实验线整线订单，技术储备丰富，覆盖PVD、ALD、蒸镀等多种技术路线。除了镀膜设备之外，京山轻机还能够提供产线上的玻璃清洗机、钙钛矿干燥设备、组件封装设备等。捷佳伟创整线产品，PVD镀膜设备，RPD镀膜设备，真空蒸镀设备，狭缝涂布设备等夸父（KF）系列原子层具备钙钛矿及钙钛矿叠层MW级量产型整线装备的研发和供应能力，并已向十余家光伏头部企业和行业新兴企业及研究机构提供钙钛矿装备及服务。PVD、RPD镀膜设备及五合一团簇式钙钛矿叠层镀膜设备实现出货微导纳米沉积系统，后羿（HY）ALD/PEALD/PECVD薄膜沉积系统已获得国内客户百兆瓦级量产设备订单，百兆瓦钙钛矿ALD设备在24年3月初顺利出货湖南红太阳PVD及ALD镀膜设备2022年实现PVD及ALD镀膜设备发货2022年11月，奥来德发布公告拟使用超募资金4900万元投资建设钙钛矿蒸奥来德真空蒸镀设备镀设备开发项目及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，目前仍在研发中资料来源：各公司官网，各公司公告，财信证券京山轻机：包装机械及光伏组件设备龙头，在镀膜及封装领域均有优势。搭建了一条完整的钙钛矿实验线，主要用于验证设备与产品的生产工艺。目前公司已具备了成熟的钙钛矿实验线整线供应能力，并已成功获得钙钛矿实验线整线订单。同时，伏近年来积极推进产学研结合，与华中科技大学、南开大学等众多高校课题组建立校企合作关系，围绕钙钛矿电池等新兴工艺和前沿领域进行深入研发表7：京山轻机钙钛矿整线产品类型整线设备规格GW级钙钛矿量产装备核心工艺设备包括：玻璃清洗设备、背玻清洗设备，空穴层PVD镀膜设备，透明导电层PVD镀膜设备，超声波滚压焊接机，丁基胶涂覆机，汇流带贴敷机，封装整线设备等。生产线满足长（2000~2300mm）×宽（1000~1200mm）的钙钛矿电池生产需求，可根据钙钛矿电池规格调整。MW级钙钛矿高效电池制造整体解决方案整线工艺设备包含：玻璃清洗机、立式PVD(NiO/ITO/Cu等)、激晶一体机（双工站涂布机PVK/ETL）、空间原子层沉积（SnO2）、半自动层压机、PL/EL/IV测试机等。整线配备MES系统智能管理。生产线满足长（400~1200mm）×宽（300~600mm）的钙钛矿电池生产需求，可根据钙钛矿电池规格调整。钙钛矿/叠层电池实验线整线工艺设备包含：超声波清洗机、等离子体处理设备、三腔PVD(NiO/ITO/Cu等)、激光划线（P1~P4）、手套箱配液区、涂布干燥结晶一体机（双工站涂布机PVK/ETL）、团簇多功能蒸镀机（PVK/ETL）、半自动丝网印刷机、半自动层压机、PL/EL/IV测试机等。生产线满足长（25~210mm）×宽（25~210mm）的钙钛矿及叠层电池生产需求，可根据钙钛矿电池规格调整。钙钛矿组件自动封装线整线工艺设备包含：上玻璃机、超声波汇流条焊接机、贴导电胶带机、美容纸贴敷机、丁基胶涂敷机、胶膜裁切铺设机、双玻合片机、堆栈机、层压机、接线盒焊接机、固化线、自动化传输设备、测试区（包含IV、EL、绝缘耐压测试设备）、分档机等。生产线满足长（2000~2300mm）×可根据组件规格调整。资料来源：京山轻机公告，财信证券400(400)(600)400(400)(600)归属母公司股东的净利润同比增长率(%)0资料来源：iFind，财信证券资料来源：iFind，财信证券捷佳伟创：光伏镀膜设备龙头较早布局钙钛矿，有望优势延续。备钙钛矿及钙钛矿叠层MW级量产型整线装备的研发和助力客户在钙钛矿组件上实现了超过19%的第三方认证转换效率。公司五合一团簇式钙图41：捷佳伟创五合一团簇式钙钛矿叠层真空镀膜设备成功交付资料来源：捷佳伟创官网，财信证券比+50.48%，归母净利润12.23亿元，同比+48.96%，营收及净利润均已超去年全年。00归属母公司股东的净利润同比增长率(%)0资料来源：iFind，财信证券资料来源：iFind，财信证券表8：微导纳米钙钛矿产品产品系列产品图片产品介绍夸父（KF）系列原子层沉积系统采用先进反应腔体设计和薄膜沉积技术,可为PERC、TOPCon、XBC、钙钛矿/异质结叠层电池等新兴太阳能电池表面钝化提供高质量超薄钝化膜的制备，确保电池光电转换效率的进一步提升。后羿（HY）系列ALD/PEALD/PECVD薄膜沉积系统专用于钙钛矿/异质结叠层电池等新兴太阳能电池的非晶/微晶、掺杂层、阻水阻氧、致密保护层等薄膜材料。以工业产线模块化为核心设计思路，为客户提供高质量、高产能、高可靠性、低制备成本、低投资成本的先进薄膜设备解决方案。资料来源：微导纳米公告，财信证券净利润大幅增长主要系公司已度过科技企业初期的重研发时期，来到了高增长的业绩兑图44：微导纳米营业收入及增长率图45：微导纳米归母净利润及增长率00归属母公司股东的净利润同比增长率(%)资料来源：iFind，财信证券资料来源：iFind，财信证券湖南红太阳：央企背景，长年投身光伏镀膜技术。中心，公司始终致力于新一代高效太阳能电池技术的工艺攻关以及关键核心装备技术突破。在钙钛矿领域，红太阳光电已经掌握了低损伤磁控溅射技术与大面积原子层沉积技图46：湖南红太阳PVD镀膜设备资料来源：红太阳光电，财信证券蒸镀机是真空镀膜最核心的生产设备，蒸发源设备是蒸镀机的核心。真空蒸镀设备由真空抽气系统和真空腔体组成，其中真空抽气系统由（超）高真空泵、低真空泵、排气管道和阀门等组成，真空腔体内配置蒸发源、晶振片及掩膜板等不可缺少的部件。真空腔体内设有多个放置有机材料的蒸发源并左右移动，用来加热有机材料使之气化蒸发并沉积至基板上成薄膜。蒸发源作为进行蒸镀的核心组件，其性能决定着蒸镀过程中的镀膜厚度和均匀度，可视作蒸镀设备的“心脏”。通过蒸发源技术的领先，公司积极拓展钙钛矿设备业务。目前钙钛矿层制备中，蒸镀法由于成本及效率问题导致应用并不广泛，公司主推采用线性蒸发源的蒸镀机能较好满足钙钛矿光伏电池的量产制备，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。基于公司在蒸发源及蒸镀技术上深厚的技术积累，公司具备制作出低成本、高效率、高均一性的钙钛矿蒸镀设备的潜力，有望推动蒸镀在钙钛表9：奥来德钙钛矿相关在研项目项目名称拟达到目标技术水平应用场景材料物理化学性能稳定，材料能级与载流子传输材料迁移率在低成本有机钙钛矿钙钛矿层能级匹配，并有效减少界面与钙钛矿层接触，提高电载流子传输材料和处复合中心，作为钙钛矿太阳能电池子空穴的提取，高效率传长寿命器件开发载流子层材料使用，保证钙钛矿器件的稳定性。在3.9eV左右，并根据钙钛矿层的能级要求进行调节。输载流子。通过使用线性蒸发源提钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发与使用客户进行技术会议构建系统（蒸发源，蒸镀机）概念。要求膜厚均匀度在5%以内。高材料利用率并缩短工艺时间，满足降低钙钛矿太阳能电池的制备成本的目标。资料来源：奥来德公告，财信证券图47：奥来德营业收入及增长率图48：奥来德归母净利润及增长率0000归属母公司股东的净利润同比增长率(%)资料来源：iFind，财信证券资料来源：iFind，财信证券4.2涂布设备钙钛矿涂布设备厂商目前较少，龙头德沪涂膜占据大部分份额。德沪涂膜较早与协鑫光电合作，为全球第一条100MW钙钛矿提供了首台套设备，之后始终占据领先地位，龙头实力尽显。曼恩斯特为涂布模头龙头，依托在锂电领域的成功经验将涂布技术拓展至钙钛矿应用，我们认为充足的技术积累是公司的优势，可以期待公司在钙钛矿领域的表现。其余厂商如大正微纳，众能光电等也有涂布设备布局。表10：钙钛矿涂布设备主要厂商梳理企业名称相关产品布局情况德沪涂膜狭缝涂布设备2019年获科技部钙钛矿重大专项，2021年1×2m量产狭缝涂布设备交付并通过验收，为全球第一条100MW钙钛矿首台套设备。2022年多条钙钛矿中试线交付，2023年成立了德沪钙钛矿研究院，同年8月再度斩获100MWs钙钛矿量产线大尺寸高精密涂膜设备订单。钙钛矿狭缝涂布设备市占率超80%。曼恩斯特狭缝涂布模头公司在钙钛矿太阳能电池领域的涂布设备涵盖GW级（2300×1200mm）、中试线（1600×1200mm、1200×600mm）等产线以及实验室（330×430mm、300×400mm、300×300mm）。其中，公司已有销售订单的基板尺寸包含1200×600mm、300×400mm、300×300mm，部分销售订单已完成出货。资料来源：曼恩斯特公告，势银，德沪涂膜公众号，财信证券德沪涂膜：钙钛矿涂布设备龙头，可与日本东丽、DNS、中外备巨头竞争。技专项，主持开发钙钛矿量产核心涂膜设备。近日，德沪涂膜设备（苏州）有限公司成功打入美国市场，首获钙钛矿电池制造设备订单。德沪计划在两年内将设备零部件国产化比例从原来的60%多提高到95%以上，以此降低设备成本，换取更为优秀的竞争力和高通量：＞1000片/小时高通量：＞1000片/小时高通量工艺及设备研发打样、流片涂膜、干燥、激光、清洗大面积工艺及设备研发打样、流片钙钛矿创新中心助推技术快、好、省产业化全自动整机集成能力覆盖各种技术路线工艺、设备技术开发打样、流片资料来源：德沪涂膜，财信证券布模头海外垄断，成为国内涂布模头第一股，并逐步横向拓展涂布技术应用领域。作为平台型的涂布技术企业，公司在钙钛矿单结及叠层的技术路线均有相应的技术布局及储备。基于狭缝式涂布技术优势，公司在钙钛矿领域已搭建了高标准的平板类涂布工程中制化涂布模头、高精密注射泵及全栈技术等关键技术，已完成大面积溶液薄膜均匀涂布及结晶一体化布局，可以用于制备钙钛矿层、传输层及修饰钝化层。在干燥工序方面，公司现已形成较为成熟的狭缝式涂布解决方案的供应能力，产品涵盖GW级、中试线及实验线等。具体而言，公司在钙钛矿太阳能电池领域的涂布设备涵盖GW级（图50：曼恩斯特狭缝涂布设备资料来源：曼恩斯特官网，财信证券涂布模头国产替代逻辑清晰，受益于新能源领域高景气度。捷佳伟创2022年营收图51：曼恩斯特营业收入及增长率图52：曼恩斯特归母净利润及增长率 600%500% 20000归属母公司股东的净利润同比增长率(%)资料来源：iFind，财信证券资料来源：iFind，财信证券4.3激光设备其精度要求，主要由主营业务为激光器或激光设备的公司供给，非激光领域公司短时间内竞争力难以与传统激光企业竞争。已实现出货的公司有杰普特、德龙激光等激光器龙表11：钙钛矿激光设备主要厂商梳理企业名称相关产品布局情况杰普特激光模切设备公司已于2021年8月交付了首套柔性钙钛矿模切设备。2023年4月，杰普特中标协鑫光电100MW钙钛矿激光刻划全套设备，公司开发的1m*2m大尺寸钙钛矿P1/P2/P3整套激光划线设备在客户端实现持续批量生产，其电池组件死区宽度可稳定控制在150μm内，居于行业内领先水平，获得头部客户的认可。德龙激光激光模切设备公司钙钛矿电池生产的相关设备有前段P0激光打标设备，P1、P2、P3激光划线设备，P4激光清边设备、传输&缓存线体、后段封装检测等一系列自动化设备，已于2022年交付客户并投入使用。帝尔激光激光设备帝尔激光在钙钛矿TCO层、钙钛矿层、电极层均有相应的应用，2022年公司已有钙钛矿工艺设备订单的交付。大族激光激光刻划设备公司自主研发了钙钛矿激光刻划设备，已实现量产销售，与协鑫光电等行业头部客户一直保持合作关系。资料来源：各公司公告，各公司公众号，维科网，财信证券集成电路和半导体光电相关器件精密检测及微加工的智能装备，是我国首家商用“脉宽2019年杰普特进入薄膜电池光伏电池行业，与客户合作验证柔性钙