鈣鈦礦電池概念今年在市場上風頭無兩。自去年年底低點以來，這一板塊目前已上漲超過30%。

今日A股市場，鈣鈦礦電池繼續領漲新能源賽道，中來股份漲超8%，萬潤股份、杰普特等跟漲。

那么，什么是鈣鈦礦？鈣鈦礦的優勢和機會在哪里，行業發展現狀如何？

(資料圖)

招商證券游家訓團隊在發表于1月30日的報告《鈣鈦礦與疊層電池產業化論壇點評》中指出，總體看，鈣鈦礦有很強的理論優勢，當前正在經歷從0到1的發展階段；大面積制備的工藝問題和工藝路線是目前產業化關注的焦點之一；除單結電池外，不同的疊層方案的產業化嘗試廣受關注。

理論優勢突出

招商證券指出，作為第三代光伏電池技術，鈣鈦礦電池因其材料特性，相比于晶硅與薄膜電池具備較強的理論優勢：

更高的理論效率：單結鈣鈦礦電池理論效率極限可達33%，高于第一代晶硅電池與第二代薄膜電池。同時，通過調整前驅體組分，鈣鈦礦帶隙可調、透光性優異，可以制備鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層（45%）與鈣鈦礦/晶硅疊層（43%），實現轉換效率的飛躍；

更低的理論成本：材料純度要求低、用量少、能耗理論成本低，規?；笤O備投資仍有降本空間；

應用場景多樣化：組件可柔性化制備，具備輕量化優勢，終端應用場景多樣化；

弱光響應好：吸光系數高，陰天及室內等弱光條件下，轉換效率相對更高；

溫度系數低：光生載流子遷移距離長、鈣鈦礦膜層厚度小，溫度對效率影響低。

因此，單結鈣鈦礦電池理論效率高于晶硅與薄膜電池，疊層后能實現效率進一步飛躍。同時，因為雜質容忍度高、用量少、能耗低的特點，鈣鈦礦有更低的理論成本。此外，吸光系數高與載流子遷移距離長的優勢，也讓鈣鈦礦在弱光與高溫場景下的表現優異，而可柔性制備的輕質化組件，讓鈣鈦礦應用場景也更加豐富。

產業化加速

目前，鈣鈦礦產業化正處于0-1階段，研發端效率的不斷突破，正為鈣鈦礦電池的產業化進程鋪路。

鈣鈦礦電池自2009年開始發展，僅有十多年的時間。目前在實驗室中，單結電池效率已達25.7%，正逐步逼近晶硅電池，全鈣鈦礦疊層與鈣鈦礦/晶硅疊層電池研發效率分別達到29%、32.5%。研發端效率的不斷突破，為鈣鈦礦電池的產業化進程鋪路。

同時，隨著行業的不斷發展，業界對于鈣鈦礦的基礎性認知已經比較全面和深刻，眾多高?？蒲斜尘暗某鮿撈髽I不斷涌現。此外，光伏大企業依托當前在晶硅路線上的優勢，紛紛加大對于鈣鈦礦的布局與技術儲備，參與鈣鈦礦晶硅疊層相關研發。

招商證券表示，到2034年，鈣鈦礦電池行業規模有望達到GW級別，2024-2025年有望有多家GW整線落地：

2021-2022年間，四家鈣鈦礦領先企業已完成合計550MW中試線投產。預計2023年還將有5家以上的企業，合計超過600MW的中試線投產，行業整體規模有望GW級別。同時，已有多家頭部企業宣布了其GW級產線規劃目標，預計將在2024-2025年投產。

行業焦點：大面積制備工藝

招商證券表示，目前鈣鈦礦的穩定性問題已有一系列解決方案，因此大面積制備工藝問題相對更受關注：

設備選擇是成本與膜層質量的平衡。鈣鈦礦各膜層厚度在幾十至幾百納米之間，理想的膜層需要達到均勻、致密且全覆蓋的效果。質量更好的膜層往往需要更加精密的設備進行制備，意味著更高的設備成本。目前主流的工藝路線是使用磁控濺射與涂布，分別在TCO導電玻璃基底上分別制備空穴傳輸層制備與鈣鈦礦層?？昭▊鬏攲又苯又苽溆阝}鈦礦上方，通常使用膜層損害程度較低的RPD，盡量保證鈣鈦礦層不受傷害。最后，使用磁控濺射制備頂電極。

鈣鈦礦層制備難度最大，目前主要路線為涂布。以主流反式鈣鈦礦結構為例，各層制備難度排序為：鈣鈦礦層>鈍化層（或有）>電子傳輸層>空穴傳輸層>TCO導電頂層。其中難度最大的鈣鈦礦層目前以涂布工藝為主。涂布工藝設備投資較低，具有性價比優勢。無接觸的狹縫涂布工藝，可以滿足當前鈣鈦礦層物理一致性的要求。但后道控晶具有一定難度，膜層質量（化學一致性）仍有待提高。目前，上海德滬涂膜市占率達到70%，其余份額為日本東麗。

真空蒸鍍工藝可能具有一定優勢。真空蒸鍍工藝具有成膜均一、穩定性好、制程單一、良品率高等優勢。在實驗室鈣鈦礦制備中，在鈣鈦礦層、界面鈍化層、電子傳輸層（C60）及金屬電極均有廣泛應用，且取得較高穩態輸出效率。復雜組分沉積速率控制與設備投資過高，制約了其大規模發展。

疊層電池

招商證券指出，除了單結電池外，疊層電池近年的產業化發展也在提速：晶硅-鈣鈦礦疊層電池，可以為成熟的晶硅電池進一步增效，有希望成為未來鈣鈦礦產業化的主要路徑之一；同時，全鈣鈦礦疊層被視為終極的疊層技術（最高的理論效率），隨著未來鈣鈦礦核心瓶頸的突破，也有可能逐步應用。

鈣鈦礦是理想的頂層電池。鈣鈦礦透光度好，可以作為頂層電池與晶硅電池疊層，達到更高的效率。同時，鈣鈦礦晶體具有可調性，寬、窄帶隙不同的晶體，還進行鈣鈦礦與鈣鈦礦的疊層電池的制備。疊層的結構分為相對簡單的四端疊層（僅光學耦合）與復雜的兩端疊層（光學+電學耦合）。二端疊層結構需要設計優異的光電耦合和起到保護作用的中間連接層，可以大大減少因寄生吸收而導致的光學損失，是制備超高效率疊層太陽能電池的有效手段。但是，由于二端子疊層電池需要保證頂、底電池的電流匹配問題。

四端疊層相對簡單，前提是成熟的單結鈣鈦礦。四端疊層是將頂層的鈣鈦礦電池與底層的晶硅或鈣鈦礦通過玻璃連接，僅通過光學耦合，不涉及復雜的電流匹配，工藝上相對簡單。四端疊層發展的前提是穩定、高效的單結鈣鈦礦，四端疊層也是主流單結廠商主張的疊層路線。

從短期看，招商證券認為，鈣鈦礦可能仍然難以取代目前的晶硅電池，但發展鈣鈦礦/晶硅疊層將為晶硅電池進一步增效，未來有希望成為主流路徑之一：

鈣鈦礦/晶硅疊層有希望成為主流路徑之一。從短期的角度來看，鈣鈦礦可能仍然難以取代目前的晶硅電池。主動擁抱成熟的晶硅產業，發展鈣鈦礦/晶硅疊層，為晶硅電池進一步增效，或許會成為鈣鈦礦產業化的一條可行之路。同時，這樣的發展路徑也可以為鈣鈦礦的產業化爭取更好的生存和發展空間。

兩端全鈣鈦礦是終極疊層解決方案，隨核心瓶頸突破也有望逐步應用。全鈣鈦礦疊層擁有更高的疊層理論效率，兩端全鈣鈦礦也被視為是終極的疊層解決方案。寬帶隙溶液的鹵素相分離、窄帶隙的錫氧化問題與互聯層結構的挑戰較大。

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