2023势银钙钛矿电池产业发展蓝皮书

TrendBank 势银 2023势银 钙钛矿电池产业发展蓝皮书 产业研究与顾问公司 www.trendbank.com势银 序言 钙钛矿光伏电池，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的光伏电池，属于第三代光伏电池。相比较晶硅及其他薄膜电池而言，钙钛矿光伏电池具备四大核心优势：带隙可调节，叠层转化率可达45%；制备工艺简单，材料成本低：非高温生产，大幅降低能耗；透光性好、柔性强，应用场景想象空间巨大。 光伏电池转换效率的高低决定了其未来的发展潜力。相关资料显示，单结晶硅电池的理论极限效率约为29%，从实际情况来着，目前晶科能源182TOPCon电池转换效率约为26.4%：隆基绿能的P型HT电池、无钩 HJT电池自前的最高转换效率则达到26.56%、26.09%。而钙钛矿光伏电池 的单结理论效率可达31%：钙钛矿叠层电池，包括晶硅/钙钛矿的双结叠层转换效率可达35%，钙钛矿三结层电池理论效率可达45%以上，因此被业内认为有望成为下一代主流光伏技术。 在光伏产业技术送代升级及政策驱动下，近年众多中国产业企业、高校等进入钙钛矿光伏产业。据了解，中国研究钙钛矿光伏相关研究院所有近干家，布局钙钛矿光伏产业链相关企业近百家，特别是中游电池及上游关键原料及装备教量众多。总体若，中国钙钛矿光伏电池产业链初具维形。 2022年国内协鑫光电、纤纳光电，极电光能三家公司百兆瓦级钙钛矿产线投产后进一步吸引了行业及资本的关注。预计2023年钙钛矿电池企业设立数量及中试线，量产线建设数量将持续增长。此外，自2017年纤纳光 2 产业研究与断问公司 www.trendbank.com 势Tre银ndBank 电团队第一次刷新日本物质材料研究所的前世界纪录后，先后9次登上了 钙钛矿组件光电转换效率世界纪录表，四次蝉联“太阳电池中国最高效率” 钙钛矿单结领域冠军。2023年，钙钛矿电池转换效率再创纪录，技术突破促进产业化进程不断提速，7月，经全球权威机构TUV-引UD检测认证，极电光能在0.72m²钙钛矿量产组件上创造了17.18%的全面积效率。这是继镀电光能在809.9cm-钙钛矿组件上取得稳态效率18.6%的世界纪录后，在 商用尺寸钙钛矿组件上的义一次重大突破。2023年5月，经德国弗劳恩 太阳能系统研究所(FraunhoferisE)权威认证报告，隆基绿能在商业级续 面CZ硅片上实现了品硅-钙钛矿叠层电池31.8%的转换效率，这也是自前 基于商业化CZ硅片上登加钙钛矿所获得的最高国际认证转换效率。 然而，新技术从研发，实验发展到商业化进程并非一朝一夕，钙钛矿光伏电范发展让产业着到了光伏的未来，但自前钙钛矿电池仍存在寿命短，隐定性差，易衰减，制备大面积高性能、稳定性均匀、高质量的钙钛矿吸光层难度高等问题，影响技术应用推广，这需要整个产业链协同配合。 势银（TrendBank)为中国领先的光伏产业研究与咨询机构，持续跟踪 包括钙钛矿电池在内各种新兴技术。本报告将分为概述篇、政策篇、投融资篇、工艺技术篇、供应链篇及市场篇六大章节，全面展现中国钙钛矿电池产业发展现状及趋势，为行业企业、机构、政府等提供参考。 势银(TrendBank) 3 鸣谢 《2023势银钙钛矿电池产业发展蓝皮书》历时三个月，在编写过程中得到了行业内企业大力支持和帮助，在此感谢。 特别感谢： 汕头市华鹰涂布设备有限公司 感谢： SPV久黑能光电 杭州利珀科技有限公司弗斯迈智能科技（江苏）有限公司杭州鼎能光电科技有限公司 HENGLIFUNANO 杭州众能光电科技有限公司合肥恒力装备装备有限公司厦门福纳新材料科技有限公司 DataMaker 苏州源展材料科技有限公司江苏迪塔镁克科技有限公司昆山市鸿玛自动化科技有限公司 昆山大阳机电设备制造有限公司常州红壹智能装备有限公司 TrendBank www.trendbank.com 势银 目录 序言 第1章概述篇第2章政策 2.1国家政策 11 2.2肖、直辖市及自治区政策 14 2.3地级市政策 19 第3章投融资篇 23 第4章工艺技术篇 27 4.1钙钛矿电池进程 27 4.2钙钛矿电池工艺技术 29 4.2.1单结钙钛矿电池工艺技术 29 4.2.1.1技术路线 29 4.2.1.2涂布法钙钛矿电池整线工艺流程 4.2.2钙钛矿叠层电池工艺技术 LE 4.2.2.1品硅/钙钛矿叠层电池 32 4.2.2.2薄膜/钙钛矿叠层电池 33 4.3工艺技术痛点及解决方案 33 4.3.1大面积功能层制膜问题 33 4.3.2稳定性问题 34 4.3.3转化效率提升问题 35 4.4未来GW级产线工艺技术探究 6E 产业研究与顾问公司 5 TrendBank www.trendbank.com 势银 第5章产业链篇 40 5.1上游关链原料及装备 40 5.1.1关链材料 40 5.1.1.1TCO导电玻璃 40 5.1.1.2空穴传输层， 41 5.1.1.3钙钛矿层 42 5.1.1.4电子传输层 43 5.1.1.5背电极 44 5.1.1.6POE胶膜 44 5.1.1.7丁基胶 5.1.2关链装备 45 5.1.2.1镀膜设备，5.1.2.2涂布设备 47 5.1.2.3激光设备 48 5.1.2.4封装设备 49 5.1.2.5钙钛矿电池关链装备主要生产企业 6t 5.1.2.6率例研究-汕头市华鹿涂布设备有限公司 50 产业研究与顾问公司 5.2钙钛矿电池中游电池情况. 56 5.2.1单结钙钛矿电池.56 5.2.2叠层钙钛矿电池59 5.3钙钛矿电池下游应用情况59 5.3.1BIPV应用前景广阔59 6 产业研究与顾问公司 TrendBank www.trendbank.com势银 5.3.2CIPV目前尚处于摸索阶段60 5.3.3地面电站产业化曙光初现60 5.3.4柔性光伏，穿戴光伏等61 第6章市场篇 .62 6.1按装机量市场预测 6.2按产值市场预测63 7 产业研究与断问公司 www.trendbank.com 第1章概述篇 势Tre银ndBank 钙钛矿是指一大类化合物，具有与矿物钙钛氧化物相同品体结构，具化学式成分简写为ABX3，其中A代表有机分子，B代表金属（如铅或锡」，X代表卤 素（如碘或氯）。钙钛矿电池，是采用具有钙钛晶体结构的有机无机杂化物的金 属窗化物半导体作为吸光层材料（厚度0.1-0.5um)的电池，属于第三代光伏电 池。 在光伏产业技术送代升级及政策驱动下，近年众多中国企业，高校及 科研院所团队进人钙钛矿电池领域，共同推动产业化发展。本蓝皮书将针 对2022-2023年中国钙钛矿电池产业政策、投融资、工艺技术，产业链及 应用市场进行梳理，并对整个行业发展现状超势进行分析，概述如下： 产业政策方面，国家能源局，科技局、工信部等部门，出合多项政策推动钙钛矿光伏的研发及产业化进程，涵盖研发及产业化大面积，高效率、高稳定性、环境发好型、低成本钙钛矿电池，并并展应用示范，并持续推进光伏发电技术进步、产业开级。在国家层面政策的推动下，客地方省市及自治区根据目 身的城市定位和发展规划陆续颁布了针对钙钛矿光伏产业发展的扶持政策，包 括江苏、陕西、上海、河南、河北、江西、湖北、宁夏等10个省、直辖市、自治区，主要涵盖钙钛矿及叠层电池研究、工艺技术、装备、材料及产业化应用。 投融资方面，从2020年起，钙钛矿电范领域投融资热度持续升温。 2022-2023年，在建及已建成100MW产线企业协鑫光电，纤纳光电、极电光 能、仁炼、黑晶科技等均完成了千方级至上亿级融资。另外，包括光晶能源 产业研究与断问公司 www.trendbank.com 势Tre银ndBank 脉络能源、曜能科技三家企业均在2022年内完成了大便轮触资。自前，钙钛矿产业正处于产业发展初期，未来随若参与者越来越多，投融资将保持火热。 工艺技未方面，自前钙钛矿电池产业化总体若仍处于0-1阶段，相关企业量产配方、工艺技术，设备验证的关键期到来。自前拥有钙钛矿电池中试线企亚主要目标为工艺技术优化、效率及稳定性的提升，钙钛矿膜层的界面和表面钝化，电荷传输层及背电极的设计与制备、器件封装等答个环书均有一些被验证的先进技术工程化应用正在进行，而可大面积量产的工艺技术路线仍未确定，具中技木路线和设备的适配度将成为关键。 产业链方面，中国钙钛矿电池产业链上游关键原料及装备配已基本实现目 主可控，而钙钛矿电池装备用靶材相对涉足不深。另外，VCD干燥设备是解决 布机，是自前各家钙钛矿企业都在攻克的核心难点。中游钙钛矿电池正在加快产亚化探索，单结钙钛矿电池百兆瓦级产线建设需求增加，叠层电池自前多处于研发试验阶段，其中大正微纳、无限光能，光晶能源等均在推进其试验/中试线进程，规划百兆瓦级产线预计在2023-2024年落地。下游应用方面，钙钛矿电池 被限效率高、量产成本低、自身透光性及柔性特征，未来应用场景更超多元，包 括BIPV、CIPV、地面电站及可穿戴等。在大规模地面电站的应用方面，钙钛矿 电池组件需要能修做到单瓦成本接近或低于晶硅组件才有机会实现商业化应用。在晶硅组件价格大幅下滑，需钙钛矿电池GW规模产线包括装备及供应链协同降本以提升竞争力，而具有高转化效率的钙钛矿叠层电池未来可望取代现有晶硅产 品。 9 产业研究与顾问公司 www.trendbank.com 势Tren银dBank 市场方面，乐观预计在2024-2025年钙钛矿电池有望进入GW级量产阶段迎来爆发式增长，到2030年，钙钛矿电池装机量将达到100.25GW。从应用领 域着，预计地面电站占比最大超过90%。接产值若，预计2025年中国钙钛矿电 池市场规模42.89亿元，到2030年增长到1691.1亿元，复合增长率达超过100%。 从应用领域着，预计地面电站产值规模占比最大超过70%。 10 产业研究与顾问公司 www.trendbank.com 第2章政策篇 势Tre银ndBank 钙钛矿电池产业化进程高效有序推进，需要国家能源主管部门和科技主管部门起到规范和引导作用，出台激励政策，建立“政产学研用”协同机制，鼓励名种技术路线、各类研发和市场主体广泛参与钙钛矿电池技术的产业化进程。同时也需要地方客级政府落实国家相关政策要求，制定推进钙钛矿电池产业化的具体方案和激励政策，遵循科学，务实，严谨的原则，促进适合本地区的钙钛矿电池产业链环节健康发展。 2.1国家政策 近年，国家出台多项政策推动钙钛矿光伏的研发及产业化进程。2021年11月，能源局、科技局发布的《“十四五”能源领域科技创新规划》将“研发大面积、高效率、高稳定性，环境发好型的钙钛矿电池，开展晶体硅/钙钛矿，钙钛 2022年4月2日，国家能源局、科学技术部发布关于印发《"十四五”能 源领域料技创新规划》的通知。从聚焦大规模高比例可再生能源开发利用方面提出了风电太阳能发电技术攻关的具体目标，其中包括高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术：研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备，开发高可靠性组件级联与封装技术，研发大面积、高效率、高稳定性、环境发好型的钙钛矿电池：开展品体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生 产技术研究。 2022年6月，《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022一2030年）》提 11 产业研究与顾问公司TrendBank www.trendbank.com势银 出坚持研发高效稳定钙钛矿电池等技术。2022年8月，《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022一2030年）》提出，重点研发高效稳定钙钛矿电池等技术。2022年10月，《关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知》提出突破高 效晶体硅电池、高效钙钛矿电池等低成本产业化技术，推动光伏发电降本增效。 2023年1月，《关于推动能源电子产业发展的指导意见》提出推动钙钛矿及叠层电池等先进技术的研发应用，提升规模化量产能力。 表1：近三年钙钛矿光伏