钙钛矿投资分析

关于钙钛矿投资分析的思维导图，整理了技术路径、市场需求、产业情况、制备工艺、转化效率及优势对比、结构与工作原理。

钙钛矿光伏电池行业投资分析

• 技术路径
  • 单结
    • 分类
      • 介孔结构
        • 类似三明治得5层结构
          • 透明导电电极
          • 介孔电子传输层
            • 高温制备
            • 工艺难度大
            • 400-500度高温退火
          • 钙钛矿吸收层
          • 空穴传输层
          • 金属电极
      • 平面正式（n-i-p）
        • 光先透过电子传输层
        • 光电效率25.7%
      • 平面反式（p-i-n 目前主流）
        • 光先透过空穴传输层
        • 光电效率24.3%
        • 低温制备
        • 稳定性高
    • 结构简单、带隙可调
  • 多结叠层
    • 结构：宽带隙电池宇窄带隙电池的堆叠
      • 宽带隙顶
      • 互联结/隧穿结
      • 窄带隙底
    • 三种叠层技术
      • 钙钛矿/晶硅叠层：32.5%
        • 晶硅大厂倾向选择钙钛矿/晶硅叠层路线
        • 晶硅电池技术已比较成熟
        • HJT与钙钛矿叠层最为适配
        • 问题：因为与晶硅层叠层所以成本相对高一些
      • 钙钛矿/钙钛矿叠层：29%
        • 工艺更简单
        • 需解决窄带钙钛矿不稳定问题（比较难突破）
      • 钙钛矿/CIGS叠层：24.2%
    • 效率上限高但是技术难度大
      • 效率可突破43%
      • 互联层光电损失大、底电池不稳定
  • 特性与问题
    • 钙钛矿材料自身的不稳定
      • 物理不稳定性
        • 离子容易发生扩散
      • 化学不稳定性
        • 容易与水分子、空气反应，光照下发生相分离
        • 离子迁移的积累会造成晶体结构的崩塌
    • 隔层材料之间接触面对器件的影响
      • 结晶过程中晶粒空隙导致材料复合严重
    • 产业化时随组件面积放大而效率衰减
    • 涂布精度要求高
    • 结晶控制：晶体尺寸、均一性、贯穿率等
    • 钙钛矿电池生命周期的铅污染
      • 前驱体溶剂含铅
      • 电池含铅
        • 电池回收问题
        • 钙钛矿电池含碘化铅有一定水溶性
        • 目前不可避免
    • 解决方法：添加组分、稳定剂、改进封装材料、寻找更稳定钙钛矿体系
• 市场需求
  • 全球地面电站钙钛矿需求
    • 2025：0.3GW
    • 2030：25GW
  • 全球分布式钙钛矿需求
    • 2025：2.3GW
    • 2030：70.5GW
  • 整体市场空间
    • 2025：2.6GW
    • 2030：95.5GW
  • 2022-2030
    • 复合增长CAGR：146%
• 产业情况
  • 应用场景
    • 轻薄、可弯曲、颜色可调
    • BIPV光伏建筑、车顶光伏
  • 相关公司
    • 协鑫光电 B+轮 25E
      • 1mx2m 全球最大尺寸钙钛矿组件已下线
        • 张家口
        • 单结钙钛矿
      • 100MW量产线
        • 昆山
    • 纤纳光电 D轮 40E、极电光能 Pre-A 17E
      • 0.6mx1.2m
      • 单结钙钛矿
    • 牛津光伏
      • 钙钛矿/HJT叠层
    • 仁烁光能 Pre-A 10E
      • 全钙钛矿叠层
        • 行业唯一一家
        • 0.6mx1.2m
• 制备工艺
  • 镀膜、激光、涂布、封装
    • 镀膜设备最贵
  • MW级产线总投资1.2E
    • 镀膜：50%
    • 激光：25%
    • 涂布：15%
    • 封装：10%
  • 钙钛矿层涂布
    • 狭缝涂布（目前主流）
      • 德沪涂膜，市占率70%
      • 基材本身界面的翘曲度没法调节
    • 软膜法
      • 黎元
        • 平米级均匀度提至97%
          • 良品率较高
        • 先行涂布+软膜、限制蒸发+去除涂布
    • 真空蒸发法
      • 安普
      • 没有溶剂污染问题
      • 工艺复杂
    • 碳电极印刷法
      • 成本较高
• 转化效率及优势对比
  • 光电效率高
    • 晶硅电池
      • 效率极限29.4%
      • 目前：26.8%
        • 即将达到极限
        • HJT 26.7%的晶硅电池效率已保持5年
    • 单结钙钛矿
      • 肖克利SQ效率极限：33.7%
      • 目前最高单结效率已达：25.7%
    • 晶硅叠层
      • 理论效率极限：43%
      • 目前钙钛矿/晶硅叠层效率已达：32.5%
  • 成本低、工艺简单
    • 材料成本低
      • GW级别量产材料成本占比3%
      • GW级别组件成本＜1元/w
      • 5-10GW组件成本0.5-0.6元/w
      • 1g钙钛矿可以做2平米膜，厚度0.4um
    • 生产效率高产线成本低
      • 约为晶硅成本50%
    • 生产能耗
      • 不到晶硅组件10%
• 结构与工作原理
  • 有机无金属卤化物ABX3
    • ABX3
      • A：一价有机或无机阳离子
        • 甲脒、甲胺、铯、铷或混合
      • B：二价金属阳离子
        • 铅、锡、锗
      • X：卤素阴离子
        • 溴、碘、氯
    • 可人工合成
      • 几十万种配方
      • 材料丰富成本低
    • 八面体结构
      • 一个金属B原子+6葛卤素X原子配位
      • A原子被8个八面体包围
  • 光电吸收层
    • 吸收太阳光产生
      • 电子-空穴对
    • 室温下热化形成
      • 激子
    • 电荷分离
      • 光生电子
        • 跃迁道吸光层的LUMO
      • 光生空穴
        • 跃迁道吸光层的HOMO
  • 分离的自由电荷
    • 电子传输层ETL
      • 提取并传输电子快速阻挡空穴
    • 空穴传输层HTL
      • 提取并传输空穴且快速阻挡电子
  • 被提取的载流子
    • 被相应的阳极导电玻璃（photoanode）和阴极金属电极（counter electrode）收集并经过负载外电路形成回路