随着光伏技术的突破，太阳能电池效率不断提升，近期HJT电池风光无限，是第三阶段电池技术的代表之一。更远来看，钙钛矿电池则是第四阶段光伏电池的支柱。

一、钙钛矿：最具潜力光电材料之一性能优异应用广泛

钙钛矿是一种分子通式为ABX3的晶体材料，呈八面体形状，结构特性优异。钙钛矿晶体的制备工艺简单，光电转换效率高，在光伏、LED等领域应用广泛，被认为是下一代最具前景的光电材料之一。

1、光伏领域是钙钛矿结构材料的主要应用领域之一。钙钛矿结构可设计性强，具有非常好的光伏性能，是光伏近年来的热门研究方向。

2、LED领域是钙钛矿结构材料的另一重要应用领域，是下一代照明或显示器 LED的重要发展路径。但由于高品质钙钛矿薄膜重复制备难度大、光输出耦合效率低、铅污染等问题仍待解决，目前距离商业化应用尚有一定的距离。

光伏、LED 领域之外，钙钛矿还在金属-空气电池、固体氧化物燃料电池、催化剂、磁制冷材料、自旋电子学器件、氧分离膜、气敏材料、多功能导电陶瓷材料等方面具有广泛的应用，是极具发展潜力的新兴材料。

钙钛矿太阳能电池是第三代高效薄膜电池的代表

钙钛矿太阳能电池（PSCs）是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池。钙钛矿太阳能电池各层作用：

玻璃：太阳光透过玻璃照射进来；

透明前电极（TCO）：FTO 或 ITO 导电层，镀在玻璃上作为电池的光阳极；

电子传输层（ETL）：通常为 TiO2 或 SnO2，覆盖在 TCO 表面，起到了将电子从钙钛矿传输到光阳极以及阻止空穴从钙钛矿传输到光阳极的作用；

介孔层：存在于介孔结构中，是钙钛矿的支架；

钙钛矿层：是光吸收层，吸收光并产生电子空穴对；

空穴传输层（HTL）：将空穴从钙钛矿传输到金属对电极中，并同时阻止电子传输到金属对电极中；

金属对电极：作为电池的光阴极。

二、核心亮点：高效率、低成本优势，稳定、环保、大面积制备问题正突破

1、效率：钙钛矿太阳能电池（PSCs）是第三代高效薄膜电池的代表，凭借良好的吸光性、电荷传输速率、巨大的开发潜力，实现了高效率、高柔性、低成本，被誉为“光伏领域的新希望”。钙钛矿太阳能电池还可通过与HJT叠层进一步提升光电转换效率，是未来产业化的重点发展方向。钙钛矿太阳能电池产业化进程中最主要的问题在于解决稳定性问题、大面积制备问题和环保性问题。

PSCs光电转换效率提升速度明显高于晶硅类。单结PSCs当前最高转换效率达25.7%，理论转化效率可达31%。多结的PSCs光谱吸收效果更好、效率更高，但成本也更高。理论上单结PSCs最高光电转换效率可达31%，多结 PSCs 最高光电转换效率可达47%，显著高于晶体硅太阳能电池的29.4%。

钙钛矿可制备2结、3结及以上的叠层电池，其中 2 结叠层电池有钙钛矿-钙钛矿和钙钛矿-晶硅叠层电池两种，转换效率可提高到 40%左右，3 结及以上钙钛矿叠层电池的理论转换效率更是能达到 50%左右。

HJT、TOPCon是太阳能电池产业化发展到第三阶段的代表，而钙钛矿-异质结、钙钛矿-TOPCon 叠层电池是第四阶段的支柱。钙钛矿与硅异质结具有良好的叠层电池匹配度，可形成较单结 PSCs 效率更高的叠层电池，理论极限效率有望达 43%以上。TOPCon与钙钛矿叠层是另一种钙钛矿/硅叠层电池路线，目前国际上基于隧穿氧化硅钝化解除（TOPCon）底电池的钙钛矿/晶体硅叠层太阳电池的最高效率是28.2%，由中国科学院宁波材料技术与工程研究所硅基太阳能及宽禁带半导体团体与浙江省能源集团联合研发。

2、成本：组件成本有望较晶硅大幅降低原材料易得能耗较低

PSCs 产业链显著缩短，原材料到组件仅需 45 分钟。晶硅电池在四个不同工厂内分别加工硅料、硅片、电池、组件，此过程需要至少耗时3天。而协鑫纳米披露，钙钛矿太阳能电池的生产流程简单，可在45分钟内将玻璃、胶膜、靶材、化工原料在单一工厂内加工成为组件，产业链显著缩短，价值高度集中。

PSCs产能投资是晶硅的二分之一，1GW仅为5亿元。协鑫光电总经理范斌指出，晶硅1GW的产能（硅料、硅片、电池、组件）投资在11.6亿；而协鑫纳米钙钛矿的第一条100MW设备产线投资在1亿元，未来如规模量产后将进一步降低。

PSCs原材料纯度要求低且十分易得，用量亦低于晶硅类。钙钛矿太阳能电池的原材料均为基础化工材料，不含稀有元素。晶硅类太阳能电池对硅料纯度要求需达99.9999%，而钙钛矿材料对杂质不敏感，纯度在90%左右的钙钛矿材料即可制成转换效率在20%以上的太阳能电池，95%纯度的钙钛矿即可满足生产使用需求，原材料更加易得。

PSCs组件单W成本约0.5元，仅为晶硅极限成本50%。在钙钛矿单片组件成本结构中，钙钛矿占比约5%，玻璃、靶材等占 2/3，理论总成本约为0.5-0.6 元，仅为晶硅极限成本50%。

PSCs可低温溶液制备，单瓦能耗仅为晶硅的1/10。钙钛矿太阳能电池只需通过简单的旋涂、喷涂、刮涂等溶液工艺实现成膜，整个生产过程温度不超过 150℃，较晶硅材料制备所需的最高工艺温度 1700℃极大降低了生产能耗。制造1瓦单晶组件的能耗大约为1.52KWh，而每瓦钙钛矿组件的生产能耗仅为0.12KWh，单瓦能耗仅占晶硅的1/10。

钙钛矿电池制约因素：稳定性、大面积制备、环保性待突破

三、产业化：研发端国产领航突破不断 产业端落地进度加速

产学研结合，我国钙钛矿领域蓬勃发展全球领先。学术方面，我国钙钛矿太阳能电池研发团队齐发力，产研结合探索最具竞争力和性价比的技术路线，专利申请数占全球68%；产业端，本土钙钛矿设备厂商订单先行，部分已成功交付，本土钙钛矿太阳能电池生产厂商效率不断突破，融资进展顺利，已纷纷布局中试线。

学术方面，钙钛矿太阳能电池专利申请量呈爆发增长，68%来自中国。截至 2019 年12 月，中国的钙钛矿太阳能电池专利申请总量高达 2282 个，属于第一集团，远远高于专利申请总量在 200-300 件之间的日本、韩国和美国。

PSCs制备过程较晶硅类电池更简单，当前处于设备工艺验证阶段。钙钛矿太阳能电池的组件生产流程：沉积透明导电层（TCO）、沉积电子传输层（ETL）、沉积钙钛矿层、沉积空穴传输层（HTL）、背电池制备、组件封装，较晶硅类太阳能电池制备大幅简化。

产业方面，钙钛矿设备订单先行，厂商交付顺利。PSCs主要设备厂商迈为股份（300751）、晟成光伏、捷佳伟创（300724）、杰普特（688025）、德沪涂膜均已收获设备订单，部分厂商已经顺利交付量产。

生产领域重要玩家融资过亿，中试线逐步建设。PSCs生产主要厂商协鑫光电、纤纳光电、极电光能均已完成超亿元融资，协鑫光电已投建全球首条100MW大面积组件中试线，极电光能也已开始建设150MW试验线，纤纳光电七次刷新小组件世界纪录，产业化发展欣欣向荣。

四、市场空间：预计2030年设备市场空间超800亿，BIPV带来千亿应用空间

设备空间：钙钛矿太阳能电池凭借高效率、低成本和日益提升的稳定性，将逐步提高在全球光伏市场的渗透率，浙商证券测算，2030年钙钛矿太阳能电池设备市场空间约805亿元。

电池空间：钙钛矿具备质量轻、厚度小、柔性大、半透明等特性，是未来汽车用太阳贴膜和 BIPV的明星材料，浙商证券预计钙钛矿太阳能电池应用于电动汽车移动发电电源到2030年的全球市场空间约299亿元，而应用于BIPV所带来的市场增量将达千亿级别。

五、钙钛矿电池设备逐步验收出货 2022年总产能或超1.5GW

PSCs设备：主要设备进入验收出货阶段，国产厂商创造多项第一

以德沪涂膜、晟成光伏、众能光电、迈为股份（300751）、捷佳伟创（300724）为首的国产钙钛矿设备厂商全球竞争实力雄厚，部分设备产品已进入验收、出货、交付阶段。

投资机会：

上市公司：迈为股份（300751）、亚玛顿（002623）、金辰股份（603185）、罗博特科（300757）、帝尔激光（300776）、捷佳伟创（300724）等。及京山轻机（000821）、协鑫集成（002506）、隆基股份（601012）、宁德时代（300750）、天合光能（688599）、东方日升（300118）、通威股份（600438）、晶科能源（688223）、中来股份（300393）、聆达股份（300125）、金风科技（002202）、杰普特（688025）、拓日新能（002218）、杭萧钢构（600477）等。

非上市公司：德沪涂膜、协鑫光电、纤纳光电、极电光能、众能光电、万度光能等。

风险提示：光伏行业产品或技术替代的风险。若未来下游相关产业发生重大技术革新和产品升级换代，下游市场对公司现有产品需求发生不利变化，而公司在研发、人才方面投入不足，技术和产品升级跟不上行业或者竞争对手步伐，公司的竞争力将会下降，对公司经营业绩带来不利影响