新技術蓄勢待發，光伏會迎來新一輪周期嗎？

近期，作為第三代光伏電池技術的鈣鈦礦受到了廣泛關注，鈣鈦礦電池概念股在資本市場也炙手可熱，寶鑫科技、奧聯電子、京山輕機、中利、杭蕭鋼構、拓日新能、西子潔能等股價紛紛上漲。截至2月10日，寶馨科技股價漲至13.47元，當天漲幅達4.42%。奧聯電子和京山輕機漲幅分別為3.50%和3.34%。中利、杭蕭鋼構、拓日新能、西子潔能漲幅均在1%左右。個別布局鈣鈦礦的個股在近兩個月內股價已經翻倍，從整個板塊來看，2023年初至2月10日，萬得鈣鈦礦指數（8841634.WI）漲幅超過25%，遠遠超過光伏產業指數6%的漲幅。

作為一種技術驅動型的產業，光伏每一輪的技術迭代都會引發一輪新的革命，并對資本市場產生重大的影響。鈣鈦礦電池是什么？相比現在主流技術有何區別？又能否引領一輪新的光伏產業革命？

鈣鈦礦電池的技術優勢

鈣鈦礦電池概念股板塊集體上漲主要源于市場對鈣鈦礦的看好。從化學角度來看，鈣鈦礦最初是指達酸鈣( CaTi03 )這種礦物，后來將這種結構組成為ABX的化合物一律稱為鈣礦結構化合物。晶體結構如圖所示，其中A位離子通常是稀土或者堿土具有較大離子半徑的金屬陽離子，B位離子一般為離子半徑較小的金屬陽離子, 通常為二價鉛Pb2+, 錫Sn2+，X一般為鹵素陰離子氯Cl–, 溴Br–,碘I–以及它們的組合。

相比于目前最主流的晶硅電池，鈣鈦礦電池在光電轉化效率、投資成本、實際發電時長以及應用場景上，都有全面的優勢。例如在光吸收效率方面，鈣鈦礦材料在捕獲光效率方面更加優異，可以實現對光的全部吸收，光吸收效率更高。同時，鈣鈦礦化合物也擁有更高的轉化效率，目前鈣鈦礦三結疊層電池理論極限轉換效為45%，遠遠高于其它的電池技術路線。

太陽能電池主要技術路線包括PERC、TOPCon、HJT、IBC及鈣鈦礦等。目前PERC技術為市場主流路線，但PERC電池的兩場效率越來越迫近其理論極限的事實，已經說明電池技術正面臨新的拐點。TOPCon和HJT是下一代高效電池技術路線的發展方向，而IBC和鈣鈦礦為未來技術，尚處于實驗和驗證階段。但近期鈣鈦礦技術有了新的進展，處于從0到1的階段，也讓資本市場看到了這種技術未來的發展前景，相關概念股也迎來了一波熱炒。提效降本是太陽能電池技術永恒的追求，鈣鈦礦電池在這兩方面均表現不俗。

從成本方面來說，鈣鈦礦組件的成本低于單晶硅組件。鈣鈦礦組件的生產較為便捷，投入玻璃、膠膜、靶材和化工原料到單一工廠即可。而目前主流的單晶硅電池組件需要經過硅料、硅片、電池片四個環節，并交付于不同的工廠完成，耗時明顯增加。而且鈣鈦礦電池所需原材料儲量豐富，價格低廉，在當下硅料供需緊張的局面下，鈣鈦礦電池的原料成本顯著低于晶硅電池。

此外，鈣鈦礦組件工藝較簡潔，而且鈣鈦礦溶液的配制不涉及復雜工藝。如果按照成熟工藝的狀態下計算，鈣鈦礦組件的成本約為0.5-0.6元/W，相比于現在晶硅組件制造成本約1元/W具有一定優勢。

投資成本來看，按照電池量產的情況下，技術成熟的鈣鈦礦電池，1GW鈣鈦礦需要的投資金額約為5億元，約為晶硅的一半左右。

從效率方面來說，鈣鈦礦材料特性決定了它具有優越的光電轉化效率，單層鈣鈦礦電池理論極限轉換效為31%，鈣鈦礦雙結疊層電池理論極限轉換效為35%，鈣鈦礦三結疊層電池理論極限轉換效為45%，明顯高于PERC、TOPCon、HJT、IBC的理論極限轉換效率，有望成為未來光電技術的發展方向。但是從現階段產業化效率情況來看，鈣鈦礦電池的效率還有很大的發展空間，協鑫光電預計在2023年12月完成100MW鈣鈦礦產線，目標效率達18%，纖納光電目標在2023年達到21.5%的轉換效率。

從應用場景來說，除開太陽能電池方面的應用，鈣鈦礦材料在分布式光伏市場也具有競爭力。鈣鈦礦材料具有較好的弱光性能，有利于在陰天弱光條件下吸收轉化太陽能，是制作車頂光伏的優良材料，未來真正的有望實現“光電新能源車”。

此外，得益于鈣鈦礦電池材料輕薄、透光性強、吸光能力強、弱光性能好、可在柔性基材上制備的優點，它在BIPV領域也具有良好的應用。

產業化在即，上游有望率先爆發

從太陽能電池的發展來看，第一代的晶硅太陽能電池是目前產業化數量最大的一種技術路線，第二代的化學薄膜太陽能電池雖然轉化效率更高，但對于部分稀有金屬的需求，使二代太陽能電池很難大規模推廣。而以鈣鈦礦太陽能電池、有機太陽能電池等為代表的第三代電池，在生產工藝、材料儲量、制備成本方面的優勢，受到全球學術界和產業的高度關注。特別是2022年，鈣鈦礦的實驗室研究捷報頻頻，實驗室效率一次次刷新世界紀錄，成為光伏領域的熱點話題，吸引了資本市場關注。高瓴、騰訊等投資機構不斷加入，加快了鈣鈦礦行業的腳步，推動眾多企業加速鈣鈦礦項目布局。協鑫光電、纖納光電、合特光電、極電光能目前擁有MW級產線，處于領先階段。其中協鑫光電和極電光能在未來兩年內均有GW級產線計劃，如果順利進行，鈣鈦礦產能將成功邁入GW階段。

國家政策的出臺也為鈣鈦礦產業的發展提供了有力支持。2021年《“十四五”能源領域科技創新規劃》提出“發展鈣鈦礦等先進光伏技術”，2022年科技部等九部門印發《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022-2023年）》，提出“研發高效硅基光伏電池、高效穩定鈣鈦礦等技術”。2023年1月3日，工業和信息化部等六部門共同發布《推動能源電子產業發展的指導意見》，明確提出“推動N型高效電池、柔性薄膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用，提升規?；慨a能力”。

回看近兩年的光伏市場，行業環境復雜多變，硅料價格高漲導致產業鏈上下游價格博弈激烈，光伏制造企業的成本管控要求愈發嚴苛，歐美降本提效的訴求越發迫切。新技術鈣鈦礦的出現恰逢其時，優異的吸光性能和低廉的制造成本是改變現有問題的良藥。在全球光伏裝機向好的背景下，隨著鈣鈦礦技術走向成熟，鈣鈦礦產業發展空間廣闊，投資規模預計不斷擴張，滲透率逐漸提高。

但是，產業化的角度來看，鈣鈦礦電池的量產效率與實驗室效率還存在極大的差距。目前更多是產業化的初期，GW級的產能線量產效率相比鏡柜電池仍有不小的差距，想要進入量產階段還存在諸多問題。如：電池穩定性欠缺、使用壽命較短、薄且均勻的大面積鈣鈦礦層生產困難等，各大鈣鈦礦企業還處于研究改進階段，且鈣鈦礦制造企業大部分沒有上市，因此目前投資機會主要集中于鈣鈦礦產業鏈上游的原料商和設備商。

在原材料端，鈣鈦礦電池原材料主要包括鈣鈦礦、TCO玻璃（透明導電氧化物鍍膜玻璃）、吸光材料等，其中TCO玻璃是鈣鈦礦電池的核心部件。根據分布式能源網的數據顯示，在鈣鈦礦電池組件中，TCO玻璃的成本占比達到32%。此外，對于應用在鈣鈦礦電池的TCO玻璃的平整度、透光率、導電率要求嚴格，技術難度大，要求具備在線鍍膜工藝。因此，TCO玻璃龍頭企業在鈣鈦礦項目方面更有競爭力。

在生產設備方面，鈣鈦礦電池制作主要涉及設備包括涂布機、清洗機、鍍膜設備、激光設備和封光設備等。不少設備商通過與鈣鈦礦電池制造企業合作，定制適合鈣鈦礦電池的設備。目前，利元亨涉及鈣鈦礦電池所需的激光類設備，與馮·阿登納、上海森松等在異質結、鈣鈦礦等工藝展開深度合作。上海德滬與協鑫光電合作，制作用于大面積鈣鈦礦太陽能面板制造核心涂膜設備已驗收成功。另外，京山輕機布局了多項設備，涉及的鈣鈦礦核心鍍膜設備，包括技術比較成熟的團簇式的蒸鍍設備和PVD濺射式設備，以及正在研發驗證的ALD設備。還提供鈣鈦礦產線上的玻璃清洗機、鈣鈦礦干燥設備、組件封裝設備等。

總體上看，盡管鈣鈦礦電池經過近幾年來的研究發展，在轉換效率、制作材料等方面取得了重大的突破，但是在產業化方面仍然處于從0到1的階段，如何克服鈣鈦礦電池現有缺陷，大規模量產實現商業化應用是關鍵問題。新技術的商業化并非一朝一夕可以落地，對相關企業形成利潤貢獻更是需要等待一定的周期，對于處在成長期的鈣鈦礦行業來說，被熱炒的鈣鈦礦電池概念股仍需保持較高的風險意識。

（黃大智為星圖金融研究院研究員）