2025年光伏设备行业深度报告：叠层钙钛矿，从0到1，超越β——基于技术、设备及投资视角

1、单结及叠层钙钛矿进展几何？

产业进展：效率持续提升，GW级产线陆续投产

技术：单结路线中， 2025年3月，纤纳光电19.48cm²组件转换效率超24%；2025年6月，仁烁光能0.72m²量产商用组件转换效率超19%；叠层路线中，2025年4月，隆基绿能钙钛矿/晶硅两端实验电池转换效率达34.85% ；协鑫光电预计2025年底其商用量产组件转换效率达26%。 产能：协鑫光电(叠层)、仁烁光能、极电光能(单结)GW级产线或于本年投产，至少7条百兆瓦级中试线已落成，其中仁烁光能产线良率可达95%以上。

产业进展：晶硅巨头积极延伸布局叠层技术

格局：厂商逐步聚焦柔性组件等差异化市场；晶硅电池巨头持续关注进展，围绕优势领域布局叠层电池技术，领先者百兆瓦级中试线已投产。

产业进展：规划产能超33GW

产能扩张进展不断。据我们的不完全统计，明确规模的产能规划超33GW，其中仁烁光能等头部厂商量产展望乐观，我们认为技术的进一步成熟或将加速规划产能落地。

2、叠层钙钛矿不同路径对比

结构对比：两端、四端商业化领先，两端集成一体或为未来主流

两端、四端结构商业化关注度高。按子电池电极之间的连线分，叠层电池可分为两端（2-T）叠层、三端（3-T）叠层和四端（4-T）叠层三类。其中两端集成一体结构成本低、可复用部分单结电池技术；四端机械堆叠结构可灵活选择子电池材料、工艺，无需考虑电流匹配问题。两端机械堆叠结构光损耗严重且成本偏高，四端光谱分裂结构需要高价的二向色镜，商业化潜力有限。三端结构设计和制造复杂，进展有限。

两端集成一体或为未来主流。相比四端机械堆叠，两端集成一体对结构设计、工艺兼容要求较高，但成本下降潜力突出；据《减小边缘复合助力28%效率的四端钙钛矿/硅叠层太阳能电池》、《钙钛矿 /晶硅叠层太阳电池关键材料与技术研究进展》，二者极限效率均高于40%；据国家知识产权局专利，众多厂商发力两端路线。

材料对比：晶硅特性与产业链适配，HJT路线或胜出

钙钛矿/晶硅叠层电池：晶硅特性适配，基础技术成熟。钙钛矿/晶硅叠层电池以窄带隙晶硅作为底电池，宽带隙钙钛矿电池作为顶电池。其优势在于晶硅拥有理想带隙（Eg=1.12eV），产业链成熟，量产稳定且效率高。钙钛矿/晶硅叠层电池可视为目前晶硅电池的升级，突破效率极限瓶颈，适用于主流光伏电站场景。

钙钛矿/HJT路线或为更优解。HJT作为底层电池优势包括：1）表层自然存在透明导电氧化物（TCO），与钙钛矿完美适配；2）对称结构兼容正反型钙钛矿技术；3）开压高保障电池转换效率。TOPCon电池正面的氮化硅和氧化铝不导电，需要额外结构改造。PERC与钙钛矿存在串联困难，电池效率有限。

材料对比：CIGS电池理论效率高，工艺仍待优化

钙钛矿/CIGS（铜铟镓硒）叠层电池：以窄带隙CIGS作为底电池，宽带隙钙钛矿作为顶电池。CIGS是传统商业薄膜太阳能电池技术之一，窄带隙宽度可调，能与钙钛矿顶电池带隙匹配。CIGS电池的典型结构为衬底/Mo/CIGS(p型)/CdS(n型)/ZnO，这种极性结构限制了顶部钙钛矿只能是p-i-n(反式)结构。 优势：CIGS可与钙钛矿形成理想的“带隙匹配” ，提升电池效率；其薄膜的柔韧性与钙钛矿兼容，可用于柔性场景。 挑战：CIGS电池常通过真空沉积，导致其表面粗糙度大，需经过表面后处理或改善沉积工艺等方式保障叠层电池效率。

全钙钛矿叠层电池：以窄带隙钙钛矿作为底电池，宽带隙钙钛矿作为顶电池。 优势：两个子电池带隙均可灵活调节，能最大程度实现太阳光谱高效利用，且开路电压高于钙钛矿/晶硅叠层电池。薄膜具备柔韧性，可用于柔性场景。 挑战：窄带隙钙钛矿电池不稳定，且沉积过程中存在溶剂对宽带隙钙钛矿电池降解的风险，需通过致密的中间层及添加剂工程改善。

3、从设备角度看，叠层钙钛矿制备工艺及设备选择

单结钙钛矿电池：工业化制造已形成基本工艺方案

单结钙钛矿电池与组件为一体器件，制造工序一体化，已形成基本方案。钙钛矿电池还处于产业化早期，技术工艺细节尚未定型，但对于单结钙钛矿电池而言，基本的制作流程已经确定，由于单结钙钛矿电池与组件呈现一体化特点，制作电池的工序也是制作组件的工序，整个组件的制作工艺可分为前道电池的制作和后道封装两部分：  前道电池制作：主要是在玻璃基板上制作钙钛矿电池的各个功能层，并利用激光将整块电池划分为若干子电池，形成串联结构。 后道组件封装：利用胶膜、玻璃盖板等将内部结构密封保护，并安装接线盒等与外部电路连接的设备，不少工序与晶硅组件类似，其中层压是核心工序之一，胶膜方面一般使用气密性强的POE，同时还需要配合使用丁基胶进一步防止水汽进入。

膜层制作是核心：结合材料考虑经济性，干法与湿法各有千秋

膜层的制作质量对于钙钛矿电池性能有重要影响，工艺需配套材料，选择考虑经济性。理论上钙钛矿电池的各层都可以选用广泛的材料，并采用湿法或干法进行制作，但商业化规模量产的经济性是核心考虑因素，要求材料本身具有较好的稳定性，同时根据材料特点，合适的配套工艺也不同。 湿法工艺：主要为狭缝涂布等，优点总体上为产品成本较低，缺点为成膜质量控制相对更难。 干法工艺：主要为蒸镀、PVD、RPD、ALD等。

涂布设备：狭缝涂布是主流钙钛矿制备工艺，打开涂布机市场空间

湿法工艺制作钙钛矿层，可分为：1）一步法，将卤化铅碘化铅PbI2 和碘甲铵MAI等组分原料制成前驱体溶液，一次性涂覆后直接结晶形成钙钛矿层，2）两步法，先沉积一层碘化铅PbI2薄膜，然后与阳离子溶液反应从而转化成钙钛矿。总体来看，一步法工艺简单，核心是控制钙钛矿的成核结晶，有吹气、抽气、揭膜、浸泡、加热等各种工艺方法，但面积增大后难度增加；两步法方便成膜，且可以选用不同的铅源制备大面积钙钛矿薄膜。

狭缝涂布法综合优势突出，成为主流工艺。钙钛矿层湿法工艺包括刮刀涂布法、狭缝涂布法、喷墨打印法和喷涂法，其中狭缝涂布法是当前产业化制作钙钛矿层的主流工艺，其优势包括：1）可以调整狭缝宽度、摸头移速及出液流速来对薄膜进行精细化的调控，2）利用储液罐存储材料液体，溶液利用率高，浓度均匀性好，还可以防止人与有机溶剂接触，保障安全。

狭缝涂布机市场空间打开。据协鑫光电估计，技术成熟后5-10GW 钙钛矿电池的设备投资金额约为5-6亿元/GW；据GGII，涂布设备主要用于钙钛矿层，在产线设备价值中占20%；按钙钛矿设备投资5亿元/GW计，单GW投资拉动1亿元增量市场。布局企业包括曼恩斯特、迪塔镁克等。

镀膜设备：传输层以干法真空镀膜为主，PVD结合RPD运用较广

真空镀膜是钙钛矿电池传输层相对主流的制作方式。传输层可以选择的材料相对丰富，但考虑产业化生产，除了需要具备较好的载流子传输能力，更需要考虑长时间使用的稳定性、材料的可得性和大规模制作的工艺情况。当前真空镀膜干法中的PVD和RPD是制作传输层相对主流的方法：

空穴传输层的产业化制作，PVD是较好的选择。由于产业化制作钙钛矿电池的稳定性要求高，采用p-i-n的反式结构会更为适宜，而空穴传输层采用稳定性较高的无机材料会相对适合，如氧化镍NiO等，因此采用PVD正是制作均匀致密薄膜的良好选择。

电子传输层的产业化制作，当前使用RPD相对较优。在产业化钙钛矿电池的电子传输层方面，无机的金属氧化物同样是适宜的选择，如TiO2、ZnO、SnO2 ，可使用干法制作薄膜层，由于反式结构中电子传输层是在钙钛矿层上进行制作，需要防止钙钛矿层的损伤，因此RPD成为具有优势的选择。

镀膜设备：电极层主要使用TCO材料， PVD溅射为主要方法

直接使用产业化TCO镀膜玻璃作为基板，底电极层预制在玻璃板上。钙钛矿单结电池基于透明玻璃板制作，底层需要用能透光的透明电极，因此可用表面镀有TCO（透明导电氧化物）膜层的玻璃板作为基板。

TCO玻璃导电材料选择影响制作方法，PVD通用：1）ITO，为掺锡氧化铟薄膜（In2O3:Sn），产品非常成熟，透光性、导电性良好，但价格也较高，采用PVD方式制作，2）FTO，为掺氟的二氧化锡薄膜（ SnO2 ：F），导电性略逊色于TCO，但具备成本低的优势，是薄膜光伏电池的主流产品，可以采用PVD制作，但目前产业化主要采用CVD的方法，3）AZO，为掺铝氧化锌（ZnO：Al）,同样拥有良好的光电性能，价格便宜，但工业化大规模镀膜仍存在一些问题，主要采用PVD方法制作。

顶电极有望选用TCO，碳电极材料配套方法也有探索：研究工作常使用真空蒸镀的金或银薄膜来作为标准的顶电极，但离子迁移会腐蚀蒸镀金属电极从而破坏器件的稳定性，且成本相对高；因此我们认为产业化钙钛矿电池或采用TCO顶电极。另一方面，也有部分团队在探索用碳浆制作电极。

4、从二级投资角度，如何看目前钙钛矿设备投资机会？

钙钛矿产业机遇明确，商业化闭环渐近

产业选择凸显钙钛矿技术路线确定性。我们认为专精企业产业 进展不断，晶硅巨头推进中试线建设，京东方、中国核电等跨 界企业入局，均彰显钙钛矿产业前景。

效率持续提升，商业化闭环渐近。参考仁烁光能信息，我们对 产业早期项目经营参数进行必要假设：产能利用率为75%、良 率为95%、组件效率为19.8%、组件单瓦售价1.5元；我们测 算上述情况下，大约2.6年便可收回1GW单结组件项目所需的 10亿元投资额，我们认为2.6年的投资回收年限已初具商业化 可能。

我们测算成熟阶段GW级项目投资回收年限为1.63年

产业成熟阶段，投资回收年限或进一步缩短至1.63年。钙钛矿理论效率 上限高，技术迭代或推动产业吸引力持续提升。考虑成熟阶段，参考协鑫光电、京山轻机展望，我们假设：单GW投资 额降低至5亿元；同时假设产能利用率为98%，良率为98%，组件效率 为22%，组件单瓦售价下降至1元；我们测算上述情况下，大约1.63年 便可收回1GW钙钛矿单结组件项目投资。

报告节选：

编辑：火腿肠