钙钛矿设备：瞄准光伏终局寻找高确定性技术趋势下的增量投资机会

020301目录CONTENTS2钙钛矿基本情况介绍钙钛矿核心设备：真空镀膜&涂布设备钙钛矿设备推荐标的钙钛矿电池应用场景丰富1.11.2钙钛矿电池的定义、基本结构与工作原理钙钛矿在技术成熟的量产状态下，成本更低、效率更高1.31.4钙钛矿产业化难点：稳定性、衰减、寿命、大面积制备3钙钛矿电池的定义、基本结构与工作原理钙钛矿定义：钙钛矿是指一类分子通式为ABX3的晶体，其中A代表一价有机或无机阳离子（如甲胺MA+、甲醚FA+、Cs+

铯等）；B代表二价金属阳离子（Pb2+

铅

、Sn2+

锡

、Ge2+锗

，最常用是Pb2+）；X代表一价卤素阴离子（如Br-溴

、I-

碘

、Cl-

氯，最常用是I-）。钙钛矿基本结构：按结构分为平面正式/平面反式。正式和反式的区别在于，电子传输层与空穴传输层的位置发生调换。钙钛矿工作原理：中间钙钛矿材料为吸光层，材料的电子吸收光子能量后跃迁，形成电子-空穴对，电子与空穴在吸光层内部迅速分开，分别通过ETL和HTL输送到阴极、阳极，两极之间产生电动势，进而产生电流。图表1：钙钛矿晶体结构资料来源：知网《n-i-p结构钙钛矿太阳能电池界面钝化的研究进展》（刊载于物理学报，一作李晓果），国盛证券研究所资料来源：中国科学，国盛证券研究所图表2：钙钛矿组件的正反结构（注：下方透明电极为受光面；制作时从透明电极开始，使用时倒置）图表3：钙钛矿工作原理资料来源：《钙钛矿太阳能电池研究进展与发展现状》（刊载于中国科学，一作徐尧），国盛证券研究所4钙钛矿电池应用场景丰富场景一：大型地面电站：2022年2月15日，由纤纳投产的浙江省衢江区钙钛矿集中式光伏电站一期项目在后溪镇举行。衢江区钙钛矿集中式光伏示范电站一期项目占地约250亩，装机容量12兆瓦，计划总投资6000万元。这是全球首个钙钛矿地面光伏电站。场景二：光伏建筑一体化（BIPV）：BIPV指与建筑物同时设计、同时施工和安装，并与建筑物形成结合的太阳能光伏发电系统，也称为“构件型”和“建材型”太阳能光伏建筑。在北京冬奥会期间运行的全球首个钙钛矿光伏建筑项目中，其外墙便采用协鑫光电1m×2m大尺寸钙钛矿组件搭建。场景三：电动车车顶、智能可穿戴设备等：源自京都大学的日本初创企业Enecoat

Technologies和丰田于2023年6月27日宣布，将共同研发钙钛矿光伏电池，力争到2030年搭载于纯电动汽车的车顶。钙钛矿电池具备质量轻、厚度薄、柔性大、半透明、弱光效应好以及颜色可定制等优良特性，可广泛应用于光伏车顶、柔性光伏、穿戴光伏等新型场景。资料来源：Enecoat官网，国盛证券研究所资料来源：浙江新闻，国盛证券研究所资料来源：腾讯网，澎湃新闻，国盛证券研究所图表4：纤纳

衢江光伏电站项目 图表5：协鑫

大尺寸钙钛矿组件建成的光伏建筑图表6：Enecoat太阳能汽车钙钛矿在技术成熟的量产状态下，成本更低、效率更高钙钛矿相比较于晶硅电池，生产成本更低。钙钛矿的原材料丰富易得、用量少、成本低。原始材料储量丰富、不受稀有金属元素储量限制；钙钛矿是人工合成材料，其中A位、B位、X位均可迭代替换，可选的材质种类众多；原材料用量少，钙钛矿厚度大概0.3微米，晶硅电池厚度通常为180微米。钙钛矿生产能耗更低。钙钛矿对缺陷和杂质不敏感，通常95%的纯度即可满足需求，而晶硅电池需要将硅提纯到99.9999%，因此反复提纯和制作中涉及多个千度高温流程，而钙钛矿在200-300℃时就会分解，因此整个生产流程温度不超过其分解温度，生产能耗差距大，钙钛矿组件单瓦能耗约为晶硅组件的1/10。钙钛矿产业链短、耗时短。晶硅电池需要经历硅料、硅片、电池、组件4个环节，需要在多地、多厂、多环节流转，耗时最少需要3天；对比之下，钙钛矿生产流程简单，直接将玻璃、胶膜、靶材、化工原料在一间工厂内加工成组件，从原材料到组件只需要45分钟。钙钛矿生产成本低。钙钛矿进入量产后，预计组件成本为0.5-0.6元/瓦，而晶硅组件的极限成本为1-1.2元，钙钛矿的组件成本仅为晶硅组件极限成本的50%。钙钛矿单层和叠层的理论值和实验室效率均超过晶硅电池。由于钙钛矿材料的带隙可调范围（1.72-3.06eV）远大于晶硅（1.12eV），单层钙钛矿理论效率上限超过30%，叠层的理论转化效率可达45%，而晶硅为29.43%。图表8：晶硅电池和钙钛矿电池生产流程对比资料来源：知网《钙钛矿:光伏电池的“明日之星”》（中国电力报，作者苏伟）、《宽带隙钙钛矿材料及太阳电池的研究进展》（物理学报，一作崔兴华），产业调研，Ofweek太阳能光伏网，北极星太阳能光伏网，澎湃新闻，摩尔光伏，隆基绿能公众号，国盛证券研究所图表7：晶硅电池与钙钛矿电池光电特性对比光电特性晶硅电池钙钛矿电池带隙宽度1.12eV1.2-3eV可调节弱光效应差，阴雨天气、日出日落基本不工作好，阴雨天气、日出日落稳定工作效率上限29.43%叠层：33.9%柔性电池难以制备易制备钙钛矿产业化难点：稳定性、衰减、寿命、大面积制备钙钛矿电池发展瓶颈——稳定性、衰减、寿命问题：钙钛矿结构为ABX3

，其中A通常为甲胺或甲脒体系（有机），B和X通常为铅（无机金属）和氯/碘（无机非金属）；这种有机、无机、金属、非金属混杂的三元结构不稳定（稳定性不如晶硅），容易被水氧光热分解，进而影响寿命。以效率下降到初始值的80%为淘汰标准。钙钛矿电池发展瓶颈

——

大面积成膜导致转换效率下降：单结钙钛矿面积做大后，对于晶硅才会有明显的成本优势，但是，根据当前试验数据，随着面积的增加，钙钛矿转换效率下滑幅度较大，主要原因包括：1）大面积钙钛矿薄膜容易出现孔洞；2）大面积界面层质量不易控制；3）大面积组件进行激光划线后产生不具备发电能力的死区。解决方式：调整材料配方、优化电池结构设计、优化封装工艺、设备升级迭代，如掺杂其他离子增加晶格稳定性，或设计特殊钝化层来提升稳定性。图表10：钙钛矿电池不稳定性因素剖析及优化路径图表9：钙钛矿激光划线后的死区（不发电）年份效率测试条件时间（小时）测试后效率201920.52%85℃150091%202123.32%85℃50080%202124.35%85%湿度&85℃105694%202224.01%氮气55℃100088%资料来源：激光制造网、国盛证券研究所图表11：钙钛矿电池实验室层面的稳定性公司尺寸IEC标准测试通过时间备注纤纳光电20cm²IEC612152019年通过4项核心指标稳定性测试（湿热、温度循环、UV老化及光老化测试）20cm²IEC612152020年7月3倍湿热测试、6.5倍UV老化测试1200cm²IEC612152021年1月-1.245×0.635m²IEC61215、IEC617302023年1月通过全体系测试极电光能64.8cm²IEC609042021年3月-1.2×0.6m²IEC61215推进中商用尺寸钙钛矿组件通过了IEC61215、IEC61730稳定性认证测试。众能光电46.2cm²IEC61215、IEC616462020年6月-协鑫光电1×2m²IEC61215待送样预计2023年底结束测试仁烁光能0.3×0.4m²IEC612152023年9月大尺寸产品落地送检，通过可靠性测试无限光能-自测2022年未封装的电池在干燥空气中放置20000小时保持95%的初始光电转换效率资料来源：Advanced

Materials

《Internal

Encapsulation

for

Lead

Halide

Perovskite

Films

forEfficient

and

Very

StableSolarCells》（一作：YansongGe）,

Nature《Intact2D/3D

halide

junction

perovskite

solarcellsvia

solid-phase

in-plane

growth》（一作：Yeoun-Woo

Jang）,

Nature《Surface

passivation

of

perovskite

film

for

efficient

solar

cells》（一作：Qi

Jiang），

Science《AEu3+-Eu2+

ion

redox

shuttle

imparts

operational

durability

to

Pb-I

perovskite

solarcells》（一作：LIGANG

WANG）

,国盛证券研究所资料来源：纤纳、极电、众能、协鑫、仁烁、无限公司公众号,国盛证券研究所资料来源：澎湃新闻、产业调研、国盛证券研究所图表12：钙钛矿电池产业层面的稳定性性（IEC认证：湿冻、热循环、湿热、爬电、脉冲电压、老化等几十项系列测试等，IEC

认证通过默认在25年寿命中效率损失≤20%）7钙钛矿核心设备：真空镀膜&涂布设备目录CONTENTS钙钛矿未来发展路径？2.12.2钙钛矿怎么做？需要哪些设备？2.32.4钙钛矿设备空间有多大？谁在做钙钛矿？用谁的设备？01钙钛矿基本情况介绍0203钙钛矿设备推荐标的图表15：狭缝涂布原理图资料来源：化工仪器网、国盛证券研究所钙钛矿核心镀膜设备技术原理与优缺点对比旋转涂布 刮刀涂布狭缝涂布喷墨涂布原理类似于半导体领域给晶圆上光刻胶。把要涂的浆料滴在基材的表面，然后开始高速旋转，浆料随着离心力，就向四周扩散开来。将浆料涂表面，用刮刀以固定的倾斜角和悬空高度刮涂浆料，在基板上涂出均匀的膜层。随着浆料在缝隙中流出，涂到基材表面上。涂布头中间有一条缝，浆料在缝里面，结构上与狭缝涂布类似，区别在于把长缝变成了喷墨孔，把狭缝涂布头做了细小化处理，并且悬空让浆料滴落在基板上形成膜层。优点工艺简单，成本低，高速旋转能够使溶液快速干燥。操作简单，调节方便，涂布液粘度要求范围广。保障膜厚的均匀度，精度较高，涂布液利用率高，可大面积制备。涂布过程中较好地控制浆料的流出量，调试精度足够高的前提下，可以适应基板平整度较差和曲面基板的情形。缺点一般适合圆形基材，方形基材在四个角的边缘处容易涂不匀。由于放射状涂布，离圆心越远，均匀度越低。涂布液利用率较低。膜层厚度的一致性不高。基板的平整度会影响膜厚的均匀度。微米级以下的精度不再适用。刮刀损耗大、涂布液利用率较低。对基材平整度有一定要求，基材表面过于凹凸不平则还是涂不匀（比方说晶硅的绒面）。设备成本和维护成本较高，对操作人员技术要求高。价格比狭缝涂布贵。设备调控和参数调试困难：环境温度湿度和落点状况复杂。损耗大：喷孔容易堵塞、喷墨的损耗高，导致材料成本偏高。钙钛矿层 钙钛矿电池不是圆形、且面积大，适配度 匹配度不高。精度不够、对基板平整度要求高，适配度不高。控制系统可通过缝隙宽度、基底移动 目前精度不够，未来经调试喷墨效率速度、储液泵给料速度控制镀膜效果。更高或效果更好，可能会慢慢进入市场。图表13：旋转涂布原理图资料来源：researchgate、国盛证券研究所图表14：刮刀涂布原理图资料来源：researchgate、国盛证券研究所图表16：喷墨涂布原理图资料来源：reseachgate、国盛证券研究所钙钛矿核心镀膜设备技术原理与优缺点对比蒸镀 磁控溅射RPD等离子沉积ALD原子层沉积原理材料源在真空腔体内加热汽化为蒸汽，蒸汽接触冷的基板冷却凝固成膜。材料的加热性能、对蒸发速率的控制能力对镀膜厚度、均匀性影响大。难点在于设备调教。真空下磁场把靶材（金属氧化物或导电材料）撕裂，从靶材剥离形成原子团簇，在磁场的作用下轰击基板从而沉积镀膜。将靶材变为等离子态，用等离子枪吸收较大的颗粒，使等离子流动，流动过程中未被吸收的较小的颗粒碰到衬底形成薄膜。将待镀金属原子用有机物包围以防止金属原子相互粘连，在目标氧化物基板上发生单原子厚度的化学反应，再加水汽除去有机物部分，形成“氧原子-金属-氧原子”的氧化物镀膜。优点原理简单，适用范围广。大面积均匀性较好、膜层密度较高、针孔少。可镀材料广泛。微观颗粒尺寸比磁控溅射更小，成膜均匀度和密度比磁控溅射更高，对基板的冲击力度更小、对基板的损伤更小。粒子的飞行路线是弯的，不是直的，因此可以绕镀、每一个面都能镀膜，但是厚度有区别，越背离靶材的面膜会越薄。技术成熟，一次可以控制只形成一个原子层，镀膜精度最高，以单原子厚度为单位，通过控制时长可以获得特定厚度的膜层，可以实现全表面均匀镀膜。缺点不适用于加热易分解或不易挥发的高熔点材料（靶材蒸发温度通常低于2000°C，沸点太高不适合蒸镀）。工艺温度高于磁控溅射和RPD。可能会对基板造成一定损伤。材料利用率低。高速粒子的冲击能量高、轰击力度大，

成本高、等离子枪价格昂贵，应用范围窄，因为靶材必须是能实现等离子化的特定材料。材料利用率低。镀膜速度太慢，20-30nm的膜层需要30min-1h的时间，无法满足生产节拍。钙钛矿层适配度在材料加热不易分解、蒸发速度控制能力高的背景下，适配。不适用于钙钛矿层、也不适用于钙钛矿的上面那一层，因为会损伤基板。产能低、成本高、材料需要等离子化，目前不适用于钙钛矿层。镀膜速度太慢，目前不适用于钙钛矿层。成膜效果面向靶材的单面镀膜。面向靶材的单面镀膜。单面及侧面，背离靶材膜面更薄。全表面均匀镀膜。图表17：溅镀（a）、蒸镀（b）原理图资料来源：Coatings

2018,8,

402.《

Sputtering

Physical

VapourDeposition(PVD)Coatings:ACriticalReviewonProcessImprovementand

MarketTrend

Demands.》（一作：

BaptistaA）C，国盛证券研究所图表18：RPD原理图资料来源：SHI、国盛证券研究图表19：ALD原理图资料来源：researchgate、国盛证券研究所图表20：镀膜效果图资料来源：PAM-XIAMEN官网、国盛证券研究钙钛矿电池发展路径：单层→四端叠层→两端叠层资料来源：solarbe索比光伏网，国盛证券研究所资料来源：材料牛，Science，国盛证券研究所单层钙钛矿电池：是所有钙钛矿电池产品形态的基础，由TCO导电玻璃、电子传输层、钙钛矿光电吸收层、空穴传输层与金属背电极五部分构成。叠层电池从结构上来说主要包括两端（2T）和四端（4T）结构。四端结构是组件端的操作，是简单的机械堆叠，两个电池组件上下并联，各有两个电极，一共四个电极，电路相互独立。两端结构是在电池制作环节操作，在底电池上直接沉积钙钛矿制成一个单独完整的电池，一共两个电极。钙钛矿电池发展路径预判：单层→四端叠层→两端叠层。短期以单层为主：单层钙钛矿电池是叠层钙钛矿电池的基础和前提，因此产业化第一步是单层钙钛矿电池制作工艺稳定、成熟。中期以四端叠层为主：四端叠层电池为组件端叠层，其制作较两端叠层更为简单，同时因为存在海量的存量晶硅电池产能，钙钛矿组件在晶硅组件上直接并联形成叠层结构，对于传统晶硅组件厂而言没有伤害、不需要增加多余的制备环节，因此传统晶硅厂更愿意接受四端叠层。长期以两端叠层为主：两端叠层难度更大（晶硅有绒面，在绒面上难镀膜），但是工艺成熟后，成本更低（四端叠层是两个电池独立封装，两端叠层是一起封装，节约了封装材料），效率更高（光的寄生吸收比较低），因此为终极技术路线。两端叠层背景下，钙钛矿/HJT叠层

VS

钙钛矿/TOPCon叠层：HJT与钙钛矿均为低温工艺，二者工艺更加适配。钙钛矿需要低温工艺，制备过程不得超过200℃，温度过高会对电池造成损伤，TOPcon采用高温银浆是高温工艺，而HJT采用200℃以下的低温制备工艺，与钙钛矿更加适配。HJT叠层钙钛矿是加分项，TOPcon叠层钙钛矿是加分项的同时也是减分项。HJT的上表面为TCO层，是良好的导电材料，叠层钙钛矿时可以在HJT的TCO层上直接叠加，将HJT与钙钛矿导通，设备端甚至可以集成，工艺路线高度相融；而TOPcon电池的上表面为氮化硅材料，氮化硅不导电，如果叠加钙钛矿，需要避免使用氮化硅，这将大幅更改工艺路线，提升制备的难度，同时氮化硅能够提升TOPcon的光吸收率，如果将TOPcon的氮化硅去掉，将降低TOPcon的转换效率。HJT与钙钛矿在提效方面相互促进。钙钛矿电池比HJT电池更能有效利用高能量紫外和蓝绿可见光，而HJT电池可以有效利用钙钛矿材料无法吸收的红外光，进而通过二者的叠层突破传统硅光伏电池理论效率极限。图表21：钙钛矿单层、两端叠层与四端叠层电池比较 图表22：钙钛矿/Topcon电池结构（四端结构）两端叠层电池窄带隙顶电池

{中间连接层宽带隙底电池

{导电玻璃四端叠层电池中间有间隙宽带隙底电池{导电玻璃窄带隙顶电池{导电玻璃单层钙钛矿电池玻璃衬底导电玻璃电子传输层钙钛矿光电吸收层空穴传输层金属背电极perovskitec-Si【两端结构】寄生吸收低、绒面难度大perovskitec-Si【四端结构】工艺简单、单独封装钙钛矿电池制备工艺流程

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单层钙钛矿单层钙钛矿电池的制作工艺流程（以反式结构为例）：透明导电层：一般为磁控溅射，目前为2000万/百兆瓦。目的是镀上ITO或者FTO膜层，形成带导电膜的玻璃。空穴传输层：主流为磁控溅射，目前为2000万/百兆瓦；也有部分厂商用狭缝涂布或者蒸镀，价格为1500万元/百兆瓦、

2000万/百兆瓦。钙钛矿层：主流为狭缝涂布，目前为1500万/百兆瓦，不仅便宜而且涂布成膜效果较好；钙钛矿材料不耐热，本身材料也不稳定，用磁控溅射或者蒸镀难以实现较好的成膜效果，当然也有部分厂商用蒸镀设备，价格大概2000万/百兆瓦。有时钙钛矿层与传输层中间会增加一个缓冲层，利于载流子传输，该缓冲层可使用蒸镀，减少狭缝涂布和磁控溅射对钙钛矿膜层的伤害。电子传输层：主流为RPD，3000万元/百兆瓦；也有部分厂商用蒸镀和ALD，价格大概均为2000万元/百兆瓦。不使用磁控溅射是因为磁控溅射的高能粒子会损伤钙钛矿的表面膜层。用涂布设备不多是因为涂布是浆料液体涂上去，浆料接触下面的钙钛矿，对钙钛矿层会有回溶，导致损伤钙钛矿膜层。背电极：一般为磁控溅射，目前为2000万/百兆瓦。P1-P4四道激光划刻：激光设备，目前为1200万/百兆瓦。P1是把透明导电层刻断。P2是把空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层刻断。P3是把背电极、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层全部刻断。P4是清边处理。这几道刻线中难度最高的是P2和P3，因为需要尽可能小地伤害透明导电层，不能将透明导电层刻断，对激光精度要求高，同时对前三层膜的成膜均匀度要求高，因为如果成膜均匀度控制不好，厚了可能就没有刻断，薄了可能会把最下层透明导电层刻伤。钙钛矿叠钙钛矿：一般为两端结构，中间作缓冲的联合层是上下两个电池共用，不需要增加新的设备，因此钙钛矿-钙钛矿叠层的设备可以理解为单层钙钛矿所用设备的两倍，没有额外的技术节点产生。资料来源：澎湃号中国光学，国盛证券研究所图表23：钙钛矿叠钙钛矿电池结构示意图图表25：单层钙钛矿叠层设备以及单GW设备投资额（亿元）（基于我们的假设，与真实情况可能存在一定误差）P1P2P3磁控溅射P1刻线：激光磁控溅射/涂布/蒸镀涂布/蒸镀RPD/蒸镀/ALDP2刻线：激光磁控溅射安装汇流条等UV胶合片透明导电层：ITO/FTO电子传输层：SnOx、ZnOx、C60……背电极：Ag、Cu、ITO、FTO……钙钛矿层：一价有机或无机阳离子（如甲胺MA+、甲醚FA+、Cs+

铯等）；二价金属阳离子（Pb2+铅

、Sn2+

锡

、Ge2+

锗

，最常用是Pb2+）；一价卤素阴离子（如Br-

溴

、I-

碘

、Cl-

氯），最常用是I-）空穴传输层：NiOx、TiOx……单层钙钛矿所需设备单GW设备（目前）单GW设备（成熟）4道激光划刻激光设备1.20.8背电极磁控溅射20.8电子传输层RPD（主流）31.5蒸镀21ALD21狭缝钙钛矿层涂布（主流） 1.50.5蒸镀21磁控空穴传输层溅射（主流） 20.8狭缝涂布1.50.5蒸镀21透明导电层磁控溅射20.8钙钛矿设备合计（亿元）104-5材料-以反式结构为例组件封装P3划刻、P4清边图表24：单层钙钛矿制备流程图及各层所需资料来源：产业调研，国盛证券研究所钙钛矿电池制备工艺流程

–

两端钙钛矿叠层针对底电池晶硅的绒面，两端子钙钛矿叠层电池的核心变化：涂布容易涂不匀，因此需要寻找替代方案。空穴传输层：我们认为单层钙钛矿制作可以用狭缝涂布，但两端子叠层应该尽量避免，核心原因是晶硅绒面凹凸不平，涂布容易涂不匀。因此用磁控溅射或者蒸镀设备更合适，其中主流是磁控溅射。磁控溅射可以通过磁场强度来改变粒子轰击的速度，从而调整镀膜的速度；而使用蒸镀会有一定的极限，即材料的蒸汽压、蒸汽浓度有上限，蒸汽到达一定浓度后很难进一步提升，镀膜速度也就很难进一步提升，要提升速度必须要加材料源、增加工艺腔，这就造成蒸镀设备的价格提升所以磁控溅射在速度上更好控制、速度更快，同速度下投资更小。钙钛矿层：我们认为有三种方式，共蒸、蒸镀+涂布、全涂布。判断：初始导入期以蒸镀+涂布为主，未来以共蒸为主。（1）共蒸：同时把两个原材料（碘化甲胺和碘化铅）蒸上去，原子交替在表面沉积，都沉好之后再进行加热，也叫结晶加退TOPCon/HJT叠钙钛矿所需设备单GW设备（目前）单GW设备（成熟）o 背电极磁控溅射20.8电子传输层RPD（主流）31.5蒸镀（第二顺位）21ALD21钙钛矿层蒸镀（共蒸,主流）21蒸镀+狭缝涂布（第二顺位）蒸镀1+狭缝涂布0.75蒸镀0.5+狭缝涂布0.25狭缝涂布1.50.5空穴传输层磁控溅射（主流）20.8狭缝涂布1.50.5透明导电层磁控溅射20.8TOPCon/HJT底电池TOPCon/HJT设备等TOPCon

1.8；HJT

3TOPCon

1.5；HJT

2钙钛矿设备合计（亿元）104-5两端钙钛矿叠层特点：TOPCon叠钙钛矿核心点在于TOPCon顶层的氮化硅层，氮化硅不导电，所以有两种解决方法，一个是刮掉或刻蚀，比较简单直观，属于学术界的做法；产业界主要做法是改性掺杂，可以做元素掺杂也形成导电材料，这样就可以和钙钛矿形成串联的两端结构。HJT叠钙钛矿没有氮化硅问题，还可以共用一个TCO层，适配性更佳。图表28：两端钙钛矿叠层设备以及单GW设备投资额（亿元）（基于我们的假设，与真实情况可能存在一定误差）资料来源：产业调研，国盛证券研究所测算资料来源：产业调研，国盛证券研究所火处理，两个材料发生反应形成钙钛矿晶体。核心难点在于，碘化甲胺在高温下容易分解，所以要降低温度，但是温度低了会导致速度下降。特点：贵、难度高、速度慢、均匀度高。我们认为，未来如果能够找到提高成膜速度或者提高碘化甲胺受热时的稳定性的方法，比如添加剂、设备结构的改进等，就有机会提升共蒸的生产速度。在同产能情况下，成膜效果越好效率就越高，所以最终还是以共蒸为主。蒸镀+涂布：碘化甲胺是有机无机混合物，甲胺为有机物，温度高容易分解。所以蒸镀+涂布是为了规避甲胺难以蒸镀的问题。一般用蒸镀做碘化铅层，先在绒面上蒸了一层碘化铅，再做第二步碘化甲胺的涂布；蒸涂结束后需要对表面多余的浆料进行清洁，因为钙钛矿在油性溶剂和水性溶剂中都会有一定的溶解，因此不方便用溶剂去进行清洁多余的浆料，目前以气流清洁为主，从而会降低速度，并且会降低此膜层和上面电子传输层的附着力。此外，浆料还是会对钙钛矿层产生一定的蚀刻，虽然是结出钙钛矿的过程，但是在生长过程中，少量的钙钛矿也在往碘化甲胺的浆料中溶解，从而影响成膜的均匀度。特点：便宜、难度适中、速度快、膜层均匀度一般。全涂布：绒面上涂布会出现塔底厚、塔顶薄的情况，因为涂上去的浆料受重力影响会向凹槽处流动。特点：涂不匀。其他层：与钙钛矿单层的制备没有太大差异。图表26：两端子TOPCon叠钙钛矿电池 图表27：两端子HJT叠钙钛矿电池资料来源：产业调研，国盛证券研究所关键假设:预测区间：短期为2025年前后，我们推测主要技术路线是钙钛矿单层；中期为2030年前后，我们推测主要技术路线是钙钛矿四端叠层；终局形态，我们推测主要技术路线是钙钛矿两端叠层。钙钛矿产能需求：短期可能为20GW（考虑目前主流钙钛矿企业的扩产规划）、中期可能为50GW（从单层迭代到四端叠层，只是简单的机械堆叠、比较简单）。钙钛矿单GW设备投资额：目前来看中试线设备约为10亿/GW，未来通过工艺进步成熟、设备升级迭代、量产规模降本，我们预计中期有望降低至4-5亿/GW。涂布设备占比：单层和四端叠层适合用涂布，但是两端叠层的背景下，涂布设备占比会下降。蒸镀设备占比：两端叠层比单层更加适用，推测占比提升。磁控溅射占比：单层和叠层的适用性差异不大，推测占比持稳。RPD设备占比：单层和叠层的适用性差异不大，推测占比持稳。ALD设备占比：ALD精度高，对于两端叠层的绒面更适用，推测占比微提。激光设备占比：单层和四端叠层需要用激光，但是两端叠层不用激光。（基于我们的假设，与真实情况可能存在一定误差）钙钛矿设备市场空间测算：短期200亿钙钛矿设备市场空间测算短期2025年前后中期2030年前后主流技术路线单层四端叠层钙钛矿产能需求（GW）2050钙钛矿单GW设备投资额（亿元）105钙钛矿设备市场空间（亿元）200250其中：涂布设备占比20%15%蒸镀设备占比15%25%磁控溅射设备占比30%30%RPD设备占比15%15%ALD设备占比5%8%激光设备占比15%7%100%100%其中：涂布设备（亿元）4037.5蒸镀设备（亿元）3062.5磁控溅射设备（亿元）6075RPD设备（亿元）3037.5ALD设备（亿元）1020激光设备（亿元）3017.5钙钛矿设备市场空间（亿元）200250资料来源：国盛证券研究所测算图表29：钙钛矿设备市场空间测算

（基于我们的假设，与真实情况可能存在一定误差）钙钛矿

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真空镀膜设备商布局情况公司名称设备类型相关业务应用材料真空镀膜设备主要向半导体、显示器及相关行业提供制造设备、服务和软件，在半导体领域的主要产品为芯片制造领域的各种制造设备。日本光驰株式会社真空镀膜设备主要从事光学薄膜设备及其相关零部件的制造和销售，产品广泛应用于LED显示、光通信、半导体、消费电子等领域。德国莱宝真空镀膜设备主要从事真空泵、真空系统、以及包括真空镀膜设备在内的真空应用设备的制造和销售，该公司产品目前主要为光学、光伏、半导体、医疗器械等。晟成光伏（京山轻机）磁控溅射PVD、蒸镀机晟成光伏的团簇型多腔式蒸镀设备，具备完全自主知识产权，设备整体配置上料腔、传输腔及工艺腔，传输腔内配置有自主开发的真空机械手臂，用于实现各腔室间的基材传输，工艺腔可蒸镀多样性的钙钛矿材料。目前PVD镀膜设备占钙钛矿整线的价值比例大概在50%左右。目前主要开发的设备还有真空干燥设备和前段的清洗设备。捷佳伟创立式PRD、PAR、蒸镀机捷佳伟创在获得某央企研究院的钙钛矿低温低损薄膜真空沉积设备订单，以及某国家科学院的反应式等离子镀膜设备订单后，自主研发的钙钛矿共蒸法真空镀膜设备也顺利的再次取得订单，成功中标某全球头部光伏企业的钙钛矿电池蒸镀设备项目。欣奕华钙钛矿蒸镀机合肥欣奕华研发的用于钙钛矿太阳能电池生产的关键量产设备Inline钙钛矿真空镀膜机已交付国内钙钛矿产业知名公司投入生产。奥来德线源蒸镀机公告使用超募资金投资建设钙钛矿线源蒸镀设备的开发项目。汇成真空磁控溅射PVD研发、生产和销售各类光学镀膜设备、功能性薄膜涂层设备、装饰涂层设备、卷绕镀膜设备、汽车零部件镀膜设备、连续式磁控溅射镀膜生产线、超高真空系统等真空设备、半导体设备、电子生产设备、光电设备、光伏设备、动力电池设备及产品相关配件的国家高新技术企业。宏大真空真空镀膜设备集研发、设计、生产、销售于一体的专业从事真空镀膜设备制造的企业，在国内高端真空镀膜设备领域的市场占有领先地位。微导纳米ALD、PECVD设备公司主要从事先进微、纳米级薄膜沉积设备的研发、生产和销售，向下游客户提供先进薄膜沉积设备与相关改造服务及备品备件。公司以ALD（原子层沉积）技术为核心，主要应用于光伏和泛半导体领域。资料来源：公司官网，同花顺，电子工程世界，顺企网，国盛证券研究所图表30：钙钛矿

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真空镀膜设备商布局情况15钙钛矿

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涂布设备商布局情况公司介绍德沪涂膜狭缝涂布设备德沪涂膜狭缝涂布设备己供货大面积钙钛矿产线达350MW，市占率70%，客户包括协鑫、脉络、光晶、仁烁、宁德等，在诸如平板显示（包括LCD、OLED、柔性显示等）、光伏面板（如CIGS，

CdTe，OPV等）、固态照明

(OLED和LED）、各种如FRID、聚合物电池、传感器等有机印刷电子应用领域，狭缝涂布系统和技术能实现高效、高性能无旋涂布。众能光电刮涂/涂布一体机众能光电已对外销售刮涂/涂布一体机、磁控溅射、热蒸发镀、ALD和激光刻蚀机等工艺单机以及光伏组件整线近100台套。科晶智达狭缝涂布设备公司经过十多年的积累，产品应用涵盖了石墨烯材料、先进陶瓷、先进纳米材料、锂离子电池、超级电容器、燃料电池、固态电池、钙钛矿太阳能电池、功能薄膜等方向。大正微纳狭缝涂布设备公司拥有DieGate狭缝涂布机mini系列等狭缝涂布设备。浩能科技（科恒股份）涂辊分设备，包括高精度双层挤压涂布机、新型双面微凹涂布机等浩能科技发布了一款自主研发的新型高速宽幅双层挤压式涂布机，拥有大量专利认证，在生产线上与日韩进口设备的PK中，该款新型涂布机以120m/min的速度超越了日韩80m/min的速度，实现了国产涂布机的逆袭，打破电池智能设备高端技术长期被日韩、欧美垄断的局面。雅康双层挤压涂布机、高速狭缝式挤压涂布机等雅康专注锂电设备，铸就了涂布机、辊压机、分条机、制片机、卷绕机等具有国际品质、本土价格的系列化产品。曼恩斯特锂电涂布模头、钙钛矿涂布设备之前专注于锂电领域涂布模头，近期开始横向和纵向延伸，研发出的平板涂布系统配合搭载自主开发的高精度风刀、VCD设备，可广泛应用于钙钛矿GW级（2.3m*1.2m）、中试线（1.6m*1.2m）（1.2m*0.6m）等产线以及实验室。尚科智能狭缝涂布设备专注于涂布机，模头外采，根据下游客户的需求制造涂布设备。美国nTact狭缝涂膜设备长期深耕钙钛矿行业，是全球领先的钙钛矿涂膜设备企业。nTact是全球最早聚焦发现和解决大面积和Si-Tandem钙钛矿涂膜遇到的技术挑战的精密涂膜设备公司，在美国、英国、德国、日本、韩国和中国都有客户，与德沪涂膜是商业合作伙伴。图表31：钙钛矿

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涂布设备商布局情况公司 涂布设备日本东丽 涂布机 已供货给宁德等。资料来源：公司官网，巨潮资讯网，公司微信公众号，全球光伏微信公众号，国际新能源网，世纪新能源网，国际太阳能光伏网，国盛证券研究所16钙钛矿

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激光设备商布局情况时间进展情况迈为股份光伏电池丝网印刷整套设备和HJT整线设备20192020钙钛矿激光技术研究项目立项。钙钛矿激光技术研究项目进入样机阶段。2021未来会布局单结钙钛矿、异质结、钙钛矿异质结叠层，看好钙钛矿异质结叠层电池。帝尔激光光伏激光设备2022公司开展钙钛矿电池的相关研发并取得订单，报告期内有钙钛矿工艺设备订单的交付。杰普特用于钙钛矿及XR的激光器2021杰普特在柔性钙钛矿薄膜切割领域取得重大突破，为大正微纳定制的全球首套柔性钙钛矿膜切设备，通过验收并正式投入生产使用。2022 钙钛矿激光设备推出二代产品方案，涵盖P1-P3薄膜划切工艺段及P4清边工艺四台设备及前后小型自动化设备。2023取得首个百兆瓦级别订单，为协鑫光电打造100MW产线激光划线全套设备，并于7月底交付。目前已经开始布局研发下一代GW量产线。大族激光产品矩阵丰富2022在钙钛矿技术领域自主研发了钙钛矿激光刻划设备，已实现销售，和行业头部客户一直保持合作关系。德龙激光用于钙钛矿、半导体、巨量转移的激光器2022推出了针对钙钛矿薄膜太阳能电池生产整段设备（包括P0层激光打标设备，P1、P2、P3激光划线设备，P4激光清边设备及其中一系列自动化设备），目前设备已投入客户量产线使用，率先实现百兆瓦级规模化量产。2023已开发完成针对钙钛矿薄膜太阳能电池的第二代生产设备，对设备的激光器、光学系统、加工幅面和生产效率等都进行了迭代升级。英诺激光用于医疗、光伏、半导体的激光器及设备2024 公司具备钙钛矿激光设备研发能力，是24年研发重点。弗斯迈液压快速换膜、磁力模板、换膜台车、非标自动化等/可提供钙钛矿光伏整线解决方案，公司拥有激光划线设备。资料来源：巨潮资讯网，公司官网，东方财富网，搜狐，国盛证券研究所图表32：钙钛矿

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激光设备商布局情况设备商 公司主业1703钙钛矿设备推荐标的目录CONTENTS捷佳伟创：钙钛矿设备持续放量，叠层电池整线设备深入布局3.13.2京山轻机：钙钛矿设备先行者，产品矩阵齐全奥来德：OLED材料与部件龙头，蒸镀设备布局领先3.3迈为股份：积极布局钙钛矿激光、钙钛矿/HJT叠层设备3.40201钙钛矿基本情况介绍钙钛矿核心设备：真空镀膜&涂布设备京山轻机：钙钛矿设备先行者，产品矩阵齐全公司简介：京山轻机（000821.SZ）以全资子公司晟成光伏为主要业务主体，产品主要包括光伏组件设备和电池片设备，电池片方面包含钙钛矿、Topcon、HJT等多种技术路线，为客户提供光伏单机设备和整线解决方案。2023H1公司实现营业收入34.07亿元，同比增长48.70%；实现归母净利润2.44亿元，同比增长65.16%；毛利率和净利率分别为20.94%、8.27%

，同比增长1%、1.46%。截至2023年6月30日，公司光伏板块在手订单92.02亿元（含税），同比增长121.41%。公司钙钛矿设备端布局超前，是业内较早完成钙钛矿设备开发且有实际产品销售的企业。钙钛矿布局：GW级钙钛矿量产装备、MW级钙钛矿高效电池制造整体解决方案、钙钛矿/叠层电池实验线、钙钛矿组件自动封装线。公司自2021年5月开始与协鑫光电将在钙钛矿叠层电池领域展开深入战略合作。2022年投资约1亿元建设钙钛矿太阳能电池实验中心，进行大面积玻璃基底反式结构钙钛矿电池以及钙钛矿/晶硅叠层电池的工艺研究。目前已完成大面积单结钙钛矿电池中试线、晶硅钙钛矿叠层电池实验线的搭建，并配备齐全的精密测试仪器。2022年8月，公司与华中科技大学陈蓉教授团队签订战略合作协议，发展ALD技术。目前公司在钙钛矿设备端客户主要包括钙钛矿企业、传统晶硅企业、跨界进入钙钛矿领域的企业、科研机构和高校。钙钛矿设备种类：主要包括PVD镀膜设备、团簇型多腔式蒸镀设备、ITO玻璃清洗机、空间式ALD设备等，干湿法制程设备均有覆盖。其中，玻璃清洗机、PVD镀膜设备、真空干燥设备已具备成熟供货能力，团簇型蒸镀设备已实现量产并成功应用于多个客户端，空间式ALD设备样机正在客户现场进行验证。推荐理由：较早布局钙钛矿实现技术领先，具有较为完备的产品矩阵，力争钙钛矿领域头部玩家，充分受益钙钛矿产业化浪潮。

图表33：京山轻机钙钛矿及叠层电池组件主要产品 资料来源：公司官网，公司公告，同花顺，国盛证券研究所图表34：京山轻机2018-2022年营业收入与增长率CAGR：22.09%类型 整线设备 规格核心工艺设备包括：玻璃清洗设备、背玻清洗设备，空穴层 生

产

线

满

足

长

（

2000~2300mm

）

×

宽GW级钙钛矿量产装备 PVD镀膜设备，透明导电层PVD镀膜设备，超声波滚压焊接机，

（1000~1200mm）的钙钛矿电池生产需求，可丁基胶涂覆机，汇流带贴敷机，封装整线设备等。 根据钙钛矿电池规格调整。MW

级钙钛矿高效电池制造整体解决方案激光划线（P1~P4）、手套箱配液区、涂布干燥结晶一体机（双工站涂布机PVK/ETL）、空间原子层沉积（SnO2）、半自动层压机、PL/EL/IV测试机等。整线配备MES系统智能管理。整线工艺设备包含：玻璃清洗机、立式PVD（NiO/ITO/Cu等）、

生

产

线

满

足

长

（

400~1200mm

）

×

宽（300~600mm）的钙钛矿电池生产需求，可根据钙钛矿电池规格调整。钙钛矿/晶硅叠层电池实验线整线工艺设备包含：超声波清洗机、等离子体处理设备、三腔涂布干燥结晶一体机（双工站涂布机PVK/ETL）、团簇多功能蒸镀机（PVK/ETL）、半自动丝网印刷机、半自动层压机、PL/EL/IV测试机等。生

产

线

满

足

长

（

25~210mm

）

×

宽PVD（NiO/ITO/Cu等）、激光划线（P1~P4）、手套箱配液区、

（25~210mm）的钙钛矿单层电池、晶硅钙钛矿叠层电池生产需求，可根据钙钛矿电池规格调整。钙钛矿组件自动封装线整线工艺设备包含：上玻璃机、超声波汇流条焊接机、贴导电胶带机、美容纸贴敷机、丁基胶涂敷机、胶膜裁切铺设机、双玻合片机、堆栈机、层压机、接线盒焊接机、固化线、自动化传输设备、测试区（包含IV、EL、绝缘耐压测试设备）、分档

机等。

生

产

线

满

足

长

（

2000~2300mm

）

×

宽（900~1200mm）的组件生产需求，可根据组件规格调整。主要设备

用途玻璃清洗

钙钛矿电池机 玻璃清洗进展 备注已出货MW级，具备GW级出货

具备成熟能力能力量产级PVD

镀膜机钙钛矿电池空穴层、透明导电层镀膜已出货MW级，具备GW级出货能力具备成熟能力SALD镀膜设备钙钛矿电池电子传输层镀膜样机调试中是与华中科技大学正在研发的空间式ALD设备，比传统时间式的ALD镀膜效率高。ALD技术可用于Al2O3薄膜作为钙钛矿电池及叠层组件的封装防潮层保护壳，以及制备钙钛矿电池的SnO2、TCO等功能薄膜层等。真空干燥

钙钛矿电池设备 干燥结晶已出货MW级，拟建立GW级能力具备成熟能力团簇型蒸

钙钛矿叠层镀 电池蒸镀已出货实验机蒸镀设备点源已经比较成熟有出货，公司自主开发的线源也正在测试；目前蒸镀设备样机具备600mm*1200mm尺寸技术能力，1200mm幅宽线源正在开发中。

图表35：京山轻机主要钙钛矿设备种类

捷佳伟创：钙钛矿设备持续放量，叠层电池整线设备深入布局公司简介：捷佳伟创（300724.SZ）全面布局PERC、TOPCon、HJT、IBC、钙钛矿电池设备，同时向半导体领域延伸。2023H1实现营收40.83亿元，同比增长52.39%；实现归母净利润7.52亿元，同比增长48.00%；毛利率和净利率分别为26.45%、18.41%

，同比增长0.98%、-0.49%。公司已具备钙钛矿及钙钛矿叠层MW级量产型整线装备的研发和供应能力。钙钛矿布局：已具备钙钛矿单层电池、全钙钛矿叠层、TOPCon叠层钙钛矿、HJT叠层钙钛矿的整线供应能力。从2022年下半年至2023年2月底，捷佳伟创已向十多家光伏头部企业和行业新兴企业及研究机构提供钙钛矿装备及服务，订单金额超过2亿元人民币。2022年7月，钙钛矿太阳能电池生产的关键量产设备“立式反应式等离子体镀膜设备”（RPD）发运客户。同月，公司再次中标某领先公司的钙钛矿电池量产线镀膜设备订单（RPD镀膜设备）。2022年10月，在获得某央企研究院的钙钛矿低温低损薄膜真空沉积设备订单，以及某国家科学院的反应式等离子镀膜设备订单后，公司自主研发的钙钛矿共蒸法真空镀膜设备再次取得订单，中标了某全球头部光伏企业的钙钛矿电池蒸镀设备项目。2023年8月，公司拟发行可转债募资9.61亿元建设钙钛矿及钙钛矿叠层设备产业化项目与补充流动资金，其中投入6.86亿元在江苏省常州市建设“钙钛矿及钙钛矿叠层设备产业化项目”，项目10月开工，建设周期2.5年，建成达产后可实现年产160台磁控溅射镀膜设备（PVD）、119台反应式等离子镀膜设备（RPD）及60台真空蒸镀设备（MAR）。2023年9月，公司五合一团簇式钙钛矿叠层真空镀膜装备下线，并且获得客户FAT验收通过后顺利出货。该技术整合了RPD、多源蒸镀、RF溅射、脉冲直流溅射和直流溅射等多种技术，能够在真空环境中连续沉积各种薄膜，包括TCO（ITO、IWO、ICO、IZO）、Cu、SnO2和NiO等，同时保持界面间的优良特性。2023年10月，公司出货大面积钙钛矿薄膜立式量产设备，包括用于钙钛矿的RPD和PVD设备。钙钛矿设备种类：常州捷佳伟创自2022年布局研发钙钛矿玻璃清洗设备、钙钛矿涂布设备、钙钛矿激光设备，在钙钛矿玻璃清洗、基板涂布、激光划刻等技术领域取得了突破性的进展。公司钙钛矿设备涵盖RPD、PVD、PAR、CVD、蒸发镀膜及精密狭缝涂布、晶硅叠层印刷等，并创新性地推出了五合一团簇式钙钛矿叠层真空镀膜设备。推荐理由：全面布局，具备整线交付能力，主流电池技术路线已无短板，在手订单高速增长，PERC工艺设备市占率稳居第一。资料来源：公司官网，公司年报，同花顺，国盛证券研究所式用途 型号 载板尺寸（幅宽*长）镀膜形 电池应用量产型 PVD8000 2040mm*2645mm卧式

异质结，钙钛矿卧式异质结，钙钛矿卧式异质结，钙钛矿卧式异质结，钙钛矿立式钙钛矿量产型 PAR5500A 2290mm*1920mm中试型 RPD1000S 370mm*470mm中试型 RPD1000T 450mm*650mm量产型 RPD1200V 1200mm*1200mm量产型 RDP2000V 2000mm*1000mm立式钙钛矿图表36：2018-2022年营业收入与同比增长率图表38：捷佳伟创板式RPD/PAR/CVD设备种类丰富，均适用于钙钛矿 图表37：2020-2023H1合同负债CAGR：41.62%奥来德：OLED材料与部件龙头，蒸镀设备布局领先公司简介：奥来德（688378.SH）主营业务包括OLED产业链上游环节中的有机发光材料与蒸发源设备的研发、制造、销售及售后技术服务。在有机发光材料方面，公司是国内少数可以自主生产有机发光材料终端材料的公司。在蒸发源设备领域中，公司成功实现该核心组件的自主研发、产业化和进口替代。2023H1公司实现营业收入3.28亿元，同比增长28.80%；实现归母净利润0.97亿元，同比增长30.71%；毛利率和净利率分别为60.53%、29.74%

，同比提升4.75pct、0.59pct。钙钛矿布局：钙钛矿蒸镀设备、钙钛矿空穴载流子传输材料。2022年11月，公司计划分别使用2900万元与2000万元投资建设“钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发项目”和“低成本有机钙钛矿载流子传输材料和长寿命器件开发项目”，正式进军钙钛矿光伏电池领域。推荐理由：长期技术沉淀，积极