钙钛矿电池：转换效率或为天花板，迈向商业化前夜
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机构
2022-09-16 13:52:35
（报告出品方：天风证券）1. 薄膜电池：市场占比仍偏低，美国第一太阳能一家独大光伏组件按照材料的不同主要分为晶硅组件和薄膜组件。晶硅组件作为第一代太阳能电池， 由玻璃、EVA、电池片、背板和电池板组成，具有转化率高、成本低、技术成熟等优点， 可进一步细分为单晶硅组件和多晶硅组件；薄膜电池被称为第二代太阳能电池，是在玻璃、 不锈钢或高分子聚合物衬底上附着感光薄膜材料从而形成 PN 级，用硅量极少，同时具有弱光性好、温度系数低等特点，可进一步细分为非晶硅、碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、 钙钛矿等。
晶硅电池用硅量大，加之晶硅转化率已大幅提升逼近极限，产品同质化竞争激烈，未来晶硅市场的发展或放缓。反观薄膜电池，凭借以下优势有望开始逐渐发力：1）透光性可调节，颜色丰富，能够充分满足建筑美观的要求，可直接替代玻璃幕墙使用，因此在 BIPV 幕墙领域需求空间大；2）温度系数低，高温、潮湿等环境下发电功率损耗较低；3）弱光性好，发电量多，即使被挡住了阳光或者在阴天，也能吸收光并发电，因此薄膜组件的安装也不受角度的局限；4）轻薄且延展性好，相比起晶硅组件的笨重和易碎，薄膜电池大大减少了建筑施工难度。但晶硅电池和薄膜电池两者更多是互补并非替代关系，例如屋顶的面积有限，且不要求透光和美观，因此更适合安装目前转换效率更高的晶硅电池，而大部分建筑立面对透光性和美观性有要求，所以立面首选薄膜电池。晶硅电池产业链繁琐，而薄膜电池生产过程更加简洁。晶硅产业链基本由五个环节构成， 分别是高纯多晶硅原料生产、单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸、硅片切割、电池芯片制造、 组件及系统封装与应用，每个环节都需要非常多的生产设备、配备设施以及资金投入，其中，进入壁垒最高的环节是太阳能级高纯多晶硅原料生产，该过程技术门槛高，产线投入大，因此市场呈现寡头竞争格局，其次，电池芯片的制造对技术、设备的要求也较高，其转换效率的高低决定了企业的盈利能力；相反，单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸、组件及系统封装与应用的进入壁垒较低，国内涉足的企业较多。与晶硅产业链相比，薄膜产业链则要短很多，仅需要一条 300 百米长的全自动生产线，就能实现从原材料光伏玻璃的磨边清洗，到化合物半导体薄膜的制备，再到最后光伏组件成品封装测试的完整生产流程。从产业链能耗来看，晶硅产业链几乎每个环节都需要使用大型重型设备，过程中会产生大量的能耗并排放二氧化碳，因此，尽管晶硅组件能利用太阳能进行发电，产业链前端所留下的碳足迹也不容忽视。相比之下，薄膜产业链的碳足迹则小很多，近日，中国国检测试控股集团股份有限公司对国内碲化镉组件厂商龙焱能源研发生产的碲化镉薄膜光伏组件 进行了严格的碳足迹评估计算，根据组件原材料获取、生产和运输等数据，结果显示，龙焱碲化镉薄膜光伏组件碳足迹为 366g CO₂ eq/W，这是目前国内光伏组件通过第三方机构认证最低的碳足迹数据，而晶硅 PERC 组件现在的碳足迹数值为 600g CO₂ eq/W 左右。目前薄膜组件市场份额仍然偏低。薄膜组件曾凭借成本优势占据一定的市场份额，但由于一直无法突破效率瓶颈，再加上形成规模优势后晶硅价格大幅降低，导致近些年薄膜组件的份额逐渐被挤压，2021 年，全球薄膜太阳能电池产能为 10.7GW，产量约为 8.28GW， 同比增长 27.7%，主要受 First Solar 产量增长的拉动，薄膜组件市场占有率仅为 3.8%，同比下降 0.2pct。
薄膜组件主要有 4 种主要类型，其中非晶硅（a-Si）薄膜太阳能组件、铜铟镓硒（CIGS） 薄膜太阳能组件、碲化镉（CdTe）薄膜太阳能组件已实现商业化量产。2021 年碲化镉薄膜电池的产量约为 8.03GW，其中国外 7.9GW，国内 130MW，占比为 97%；铜铟镓硒薄膜电池的产量约为 245MW，其中国外 210MW，国内 35MW，占比为 3%；据我们测算，非晶硅薄膜电池的产量约为 5MW。碲化镉组件发展成熟，美国第一太阳能公司一家独大，钙钛矿是新一代技术。非晶硅薄膜电池为最早的薄膜太阳能电池，但由于对太阳能长波区域不敏感，转换效率难以提高，且光衰退现象较为严重，现已基本被市场淘汰。铜铟镓硒薄膜电池虽然规模较小，但生产 技术也较为成熟，达到了量产规模水平，其具有较高的量产平均转化率 16.5%，主要生产企业是汉能控股、中建材凯盛科技和神华光伏，但其存在着制备过程复杂、贵金属价格昂贵等弊端，也已经不是市场主流。相比之下，碲化镉组件是目前主流的薄膜组件品种，21 年碲化镉组件产量占全球薄膜组件产量比重约为 97%，国内碲化镉组件生产企业主要是成都中建材（产能 100MW）、龙焱科技（产能 120MW）、中山瑞科（产能 100MW），国外来看，美国第一太阳能公司（First Solar）是全球最大的碲化镉组件生产企业，21 年组件产量达 7.9GW，其占据全球薄膜电池 90%以上的市场份额，目前其产能主要分布在美国俄亥俄州、马来西亚和越南，公司计划在印度和美国俄亥俄州分别新建 3.3GW 产能，预计将在 2023 年投产，并预计 2024 年组件产能达 16GW。钙钛矿电池目前国内参与企业主要是纤纳光电、协鑫光电以及极电光能，钙钛矿作为第三代薄膜太阳能电池，相比于碲化镉组件，其优势主要在于极限转化效率更高、成本更低，22 年 7 月 28 日纤纳光电生产的全球首款钙钛矿商用组件α成功出货 5000 片，也标志着钙钛矿电池开始进入商业化阶段。2. 钙钛矿电池：转换效率或为天花板，迈向商业化前夜钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cell）是指使用钙钛复合氧化物晶体结构的化合物作为吸光半导体材料的太阳能电池，最初是指化学式为 CaTiO3的矿物质以及拥有 CaTiO3 结构的金属氧化物，经过多年发展，目前演变为具备化学通式 ABX3 的物质都可被称为钙钛矿。钙钛矿作为第三代薄膜太阳能电池，相比于碲化镉组件，其优势主要在于极限转化效率更高、成本更低，22 年 7 月 28 日纤纳光电生产的全球首款钙钛矿商用组件α成功出货 5000 片，也标志着钙钛矿电池开始进入商业化阶段。
PSCs 主要由以下五个功能层组成：透明导电氧化物（TCO）、N 型半导体（电子传输层 ETL）、钙钛矿层、P 型半导体（空穴传输层 HTL）和背电极。根据功能层的堆叠顺序， PSCs 可分为正置的 n-i-p 和倒置的 p-i-n 结构。顶电极层(TCO)通常由玻璃生产企业负责，电池企业直接采购 TCO玻璃，来完成后续工艺。 通常可以分为五个步骤：TCO 玻璃的处理→制备电子传输层→制备钙钛矿层→制备空穴传输层→制备背电极。具体来看：1）TCO 玻璃的处理：先将 TCO 玻璃裁成合适面积的小块， 再用溶液或激光刻蚀，然后清洗干燥。2）制备电子传输层：通常用磁控溅射法或溶液旋涂法来实现制备，其材料通常为 TiO2、SnO2、ZnO 等等。磁控溅射或旋涂后退火，得到电子传输层。3）制备钙钛矿层：钙钛矿层的实验室制备通常分为一步旋涂法、二步旋涂法和双源共蒸法。虽然这些方法在钙钛矿器件的制备中被广泛应用，但它们都具有一个不可避免的缺点就是不适用于大面积钙钛矿薄膜的制备，与工业化生产难以兼容，而且所需材料损耗大，导致器件成本较高。为了解决上述问题，目前开发了一些大面积钙钛矿薄膜制备工艺用于工业：溶液涂布法（刮刀涂布法、狭缝涂布法和丝网印刷法）、溶液喷涂法（喷涂法、喷墨打印法）、软膜覆盖法和气相沉积法。4）制备空穴传输层：通常使用溶液旋涂法来制备，其材料通常为 PTAA、Spiro-OMeTAD、NiOx或 PEDOT:PSS 等等。旋涂完成后退火获得 HTL。5）制备背电极：将器件放入掩膜板固定住，放入镀膜机进行蒸镀，冷却后完成制备。2.1. 优势：转化效率高、制造成本低，生产链短在上文第一部分我们已经论述过薄膜组件相比晶硅组件的优势，钙钛矿作为第三代薄膜技术，在光电转化效率、制造成本、生产流程等方面优势更加明显。2006 年，Miyasaka 课题组首次将钙钛矿材料添加到染料敏化电池中作为吸光层，并取得 2.2％的效率。2009 年，他们又将 MAPbI3 和 MAPbBr3 作为无机敏化剂添加到染料敏化电池中，并将效率提升至 3.8%，经过 13 年的技术突破，2021 年单结钙钛矿电池最高效率已达到 25.7%，这一世界记录由韩国蔚山科技大学 UNIST 创造，相比于晶硅电池，钙钛矿电池技术进步更快，从 3.8%到 28%仅用了 13 年，而晶硅电池为了达到这个效率，用时近 40 年。单结钙钛矿电池的极限转化效率可达 33%，而晶硅电池极限转化效率仅有 29.43%。并且钙钛矿可利用叠层技术制备超高效太阳电池，双结钙钛矿叠层电池主要分为全钙钛矿叠 层电池和钙钛矿/晶硅叠层太阳电池，钙钛矿叠层电池在过去几年得到快速进展，2022 年 6 月南大谭海仁团队研制的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率高达 28.0%，在国际上首次超越单晶硅电池的最高转化效率 26.7%，钙钛矿/晶硅叠层电池目前实验室最高效率已经达到 31.3%。双结钙钛矿叠层电池理论极限光电转换效率 45%左右，三结钙钛矿叠层电池理论极限光电转换效率 50%左右，叠层技术未来发展潜力值得期待。
钙钛矿电池制造成本更低。晶硅光伏电池有硅料、硅片、电池、组件等多个环节，每个环节都有巨头从事生产，这些工厂分布在全国各地，从硅料到组件，最快生产流程也需三天， 而钙钛矿所有工艺流程则都可以在一个工厂完成，从原料到组件只需 45 分钟。且晶硅电池材料要求纯度高，铸锭和拉晶的工艺都需要高温，与之相比，钙钛矿材料来源丰富、原材料成本低，且材料配方可调，比例选择空间大，因此制造成本更低，MW 规模的生产线的生产成本可达到 1 元/W，而 GW 规模的生产线可以做到 0.6 元/W。2.2. 经济效率：单瓦初始投资或低于晶硅，IRR 受限于使用寿命我们参考潘莹《太阳能钙钛矿电池技术发展和经济性分析》中对甘肃敦煌某 600MV 光伏 工程项目的测算方法，在参数假设方面进行适当调整，单晶硅组件选择隆基 HI-MO 5（组件参数：功率 550W/组件尺寸为 2278*1134/转化率 21.3%），钙钛矿电池选择杭州纤纳光电α组件（组件参数：功率 130W/组件尺寸 1245*635/转化率约 16.6%），价格方面，假设单晶硅组件价格为 1.9 元/W，钙钛矿电池为 1.5 元/W，其他客观条件保持一致，在 BOS 成本中，设备及安装工程、建筑工程及项目建设用地费用等项目，使用单晶硅电池和使用钙钛矿电池的差异主要在于用地面积增加所带来的成本提升，提升比例假设等于用地面积增加的比例，计算结果为：若使用单晶硅组件，则该项目单 w 静态投资额为 3.33 元，若改用钙钛矿电池，则该项目单 W 静态为 3.25 元，可以看出，使用钙钛矿电池的初始投资成本要更低。从项目 IRR 角度，使用α钙钛矿电池必须达到稳定运行 35000 个小时以上，IRR 才可以达到单晶硅项目水平。由于钙钛矿电池的稳定性不如晶硅，因此从项目运行周期来看，使用钙钛矿电池可能会更短，因此我们通过计算单晶硅电池和钙钛矿电池的项目 IRR 来对比二者的经济性。假设使用单晶硅组件项目运行周期为 25 年，年均利用小时数为 1786.7h，测算得到该项目 IRR 为 13.5%，我们采用情景假设方法，计算在钙钛矿电池单 W 价格确定的情况下，不同转化率和运行时间对应该项目 IRR 情况，可以看出，假设钙钛矿电池价格维持 1.5 元/W，该α组件（转化率 16.6%）的稳定运行时间必须在 35000 小时以上才能达到和单晶硅项目相同的 IRR。2.3. 存在问题：大尺寸制备工艺不成熟、材料稳定性差钙钛矿电池的大面积制备工艺还有待优化，大尺寸组件的转化效率仍较低。转换效率较高的钙钛矿电池其尺寸均为实验室级别，仅有 0.01 平方厘米或 1 平方厘米，未达到商业化 尺寸。目前较难生产薄且均匀的大面积钙钛矿层，一旦电池尺寸增大，光电转换效率随之下降，因此在大面积制备技术方面还有待完善，目前溶液旋涂法是实验室制备钙钛矿太阳电池的常用方法，虽然操作简单､成膜速度快､重复性好，但无法满足钙钛矿太阳电池大规模工业化生产所需的大面积､低成本等制造要求｡目前工业上制备钙钛矿的生产工艺较未 多样，包括刮涂法､狭缝涂布法､喷涂印刷､气相辅助沉积等，但均存在一定的问题。
材料稳定性差导致电池寿命较短。钙钛矿电池对潮湿环境敏感，材料暴露在潮湿空气中会很快分解，昼夜温差造成的水蒸气也将对其造成破坏，因此对防水封装的要求十分严苛。 此外，氧气氧化、光辐照、紫外线等都会对材料的稳定性产生显著影响。根据上文测算， 钙钛矿电池单 W 售价 1.5 元的条件下（比晶硅低 0.4 元），尺寸为 1.245*0.635，功率达 130W 的标准化组件工作时间需要至少在 35000 个小时以上，才能够达到晶硅电池的项目 IRR，而目前，钙钛矿电池持续光照实验最长达到 10000h，仍存在较大差距。目前提高钙钛矿太阳电池稳定性有两种研究思路：一是改善钙钛矿材料本征稳定性从而抑制其分解， 另一种是寻找合适的传输层材料或封装材料使电池与环境隔绝，目前仍处于探索阶段。国内钙钛矿电池企业目前布局较快的主要是纤纳光电、协鑫光电以及极电光能，纤纳光电已于 2022 年初投产全球首条 100MW 产线，其生产的α组件尺寸为 1245×635×6.4mm， 最大功率可达 130W，并于 7 月 28 日实现首批 5000 片发货。协鑫光电生产的尺寸为 1m ×2m 的全球最大尺寸钙钛矿组件已经下线，100MW 量产线已在昆山完成厂房和主要硬件建设，计划 2022 年投入量产，预计稳定后转化效率将超过 18%，极电光能目前正在建设 150MV 钙钛矿试制线，预计在 2022 年可进行投产，组件尺寸为 1.2×0.6 平方米，效率将不低于 18%。在叠层电池方面，杭萧钢构计划于 2022 年底投产首条 100MW 高效异质结+ 钙钛矿叠层电池中试线，目标转化效率在 28%以上。除此之外，宁德时代、通威股份、隆基股份等电池龙头也有进军钙钛矿电池领域的想法，目前正处于研发阶段，预计随着技术的突破，行业产能将实现快速放量。2.4. 叠层电池：转化效率更高，目前正处于起步阶段钙钛矿/晶硅叠层电池理论上叠层效率可以高达 43%。晶硅太阳电池的功率转换效率正在接近 29.4%的 Shockley-Queisser 极限，由于能量不匹配光子和电学复合的存在，提升单结太阳电池效率将会越来越困难。最简易的方法是使用不同带隙的吸收材料来吸收不同能量的光子，这可以减少高能电子的热损失，最经济的方法是两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池。数值计算表明，使用带隙为 1.72eV 的钙钛矿与 1.12eV 的晶硅结合，理论上叠层效率可以高达 43%。叠层电池主要包括两端（2T）和四端（4T）结构。在两端结构中，异质结钙钛矿叠层电池由硅电池上直接沉积钙钛矿电池制成，通过复合层或隧道节将两个子电池串联在一起，共两个电极。四端结构是简单的机械堆叠，两个电池各有两个电极，电路相互独立。两端结构要求两个电池制备的工艺和环境相近，比如异质结电池和钙钛矿电池都是在低温环境下制备。且两端结构比四端结构少了两层透明电极，对光的损耗更少，在材料和沉积步骤上的成本也有所降低。因此目前较为经济的方法是两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池。常见钙钛矿/硅异质结叠层电池由钙钛矿顶电池、中间连接层（隧穿结）和硅异质结底电 池三部分组成。晶硅钙钛矿叠层电池工作原理是利用不同带隙材料吸收不同的太阳光光谱， 从而提高转化效率，将钙钛矿电池与硅电池按能隙从大到小的顺序从外向内叠合，短波长的光被最外侧的宽带隙钙钛矿吸收，波长较长的光能够透射进去让窄带隙的硅电池吸收， 可以更大限度将光能转化为电能。
异质结钙钛矿叠层电池在钙钛矿电池基础上效率有所提升。目前，二结主要分为三种类别： 钙钛矿/晶硅、钙钛矿/铜铟镓硒和钙钛矿/钙钛矿。目前最高认证的转化效率分别为 29.8%、 24.2%和 26.4%。钙钛矿薄膜电池能有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，而异质结电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光。因此，通过钙钛矿电池与异质结电池叠层方式组合，可以突破传统晶硅电池理论效率极限，进一步提升太阳能电池的转换效率，理论上叠层效率可以高达 43%。目前，在制绒硅片上获得均匀钙钛矿薄膜仍是目前亟待解决的问题。晶硅电池片需制绒来加强吸收光线的能力从而提高效率，其绒面呈倒金字塔状，粗糙程度达到数个甚至十几微米，但钙钛矿薄膜在叠层中只需要 300-400 纳米厚，在绒面连绵起伏的锯齿“山谷”里实 现均匀沉积钙钛矿薄膜仍是目前亟待解决的问题。制备上的困难也将给异质结-钙钛矿电 池的转换效率与成本带来压力。异质结-钙钛矿叠层电池产业化处于起步阶段。以目前公告情况来看，仅有杭萧钢构子公 司合特光电计划在 2022 年底投产首条异质结-钙钛矿叠层电池中试线，计划产能 100MW， 一期目标量产转换效率 28%，未来目标 30%以上。设备方面，合特光电采用外购改装模式， 嵌入新材料新工艺调节半导体材料带隙和界面钝化，未来预期可达 30%以上转化效率。3. TCO 玻璃：钙钛矿电池核心材料，新蓝海放量可期钙钛矿电池所需的材料包括封装材料和电极材料，其中 TCO 玻璃是最核心的材料，从成 本构成来看，玻璃及其他封装材料占比最高，占比 34%，另外是电极材料（靶材）,占比 约 30.9%。TCO 玻璃即透明导电氧化物镀膜玻璃，通过在平板玻璃表面镀上一层透明的 导电氧化薄膜，使得玻璃具有透光和导电的作用，从而能够有效地收集光生载流子，而不能引入不必要的串联电阻，其膜材料主要包括 In、Sn、Zn 和 Cd 的氧化物及其复合多元 氧化物薄膜材料。
TCO 玻璃按照导电氧化物的不同主要分为 ITO、FTO 和 AZO 三种。ITO 玻璃是掺杂锡的氧化铟（In2O3 :Sn）导电玻璃，技术发展非常成熟，主要通过磁控溅射工艺生产，具有导电性好、透过率高、膜层牢固等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极，但随着光吸收性能要求的提高，ITO 玻璃由于无法提高光散射能力和其较差的激光刻蚀性能、在等离子中不够稳定等原因，现已不再是光伏电池主流的电极玻璃，而主要运用在显示屏、触控面板领域。FTO 是掺杂氟的氧化锡（SnO2 :F）导电玻璃，发展较为成熟，主要通过化学气相沉积法生产，是当下薄膜电池主流的电极材料，尽管导电性略差于 ITO 玻璃，但具有成本低、 激光刻蚀容易、光学性能适宜等优点。AZO 是掺杂铝的氧化锌（ZnO:Al）导电玻璃，主要通过磁控溅射工艺生产，但也可以通过化学气相沉积、溶胶凝胶法等工艺进行镀膜，具有透光率高、导电性优、稳定性好等特点，与 ITO 玻璃相比，AZO 玻璃光电性能接近，且原材料易得，生产成本较低，在等离子体中性能更为稳定，与 FTO 玻璃相比，AZO 玻璃的导电性、光透过率更优，日后有替代 ITO、FTO 的可能，但 AZO 玻璃也存在膜层偏软、耐潮性差等缺点，现阶段市场空间仍较小。根据镀膜工艺是否与玻璃生产线结合，TCO 玻璃的生产工艺可分为在线镀膜与离线镀膜， 其中在线镀膜优势明显。在线 TCO 镀膜玻璃生产工艺主要采用化学气相沉积（CVD）技术，沉积氧化物是生产工艺的核心技术，膜层厚度、折射率、膜层结构等参数将对产品质量起到关键作用, 在线 TCO 玻璃生产工艺具有工艺设备相对简单，涂层与基体结合强度高， 膜层坚硬耐用，强度、耐侵蚀、稳定性等指标好，可以长期储存，可以热弯、夹层、钢化， 二次加工性能优良等优点。离线TCO镀膜玻璃生产工艺即可采用物理气相沉积法（PVD）， 又可采用化学气相沉积法（CVD），但主流方式还是采用 PVD 中的磁控溅射技术，相比于在线技术，离线设备投资价格昂贵，能耗高，产品耐磨性差，膜层易氧化，存储要求高， 镀膜前需要清洗等步骤，二次加工性能差。TCO 玻璃供应商国外主要是日本板硝子，国内主要是金晶科技、日本旭硝子等企业。金 晶科技是国内最大的 TCO 玻璃生产企业，在技术、产能方面均处于国内领先地位，充分 占据先发优势，当前国内整体需求仍然较低，未来随着钙钛矿电池发展，对 TCO 玻璃需 求或有大幅上升，中长期来看，旗滨等浮法玻璃龙头也有进入的可能，TCO 玻璃的原片是超白浮法玻璃，目前具备超白浮法玻璃原片产能的企业仅 10 家，主要集中在南玻、金晶科技、 旗滨、信义等头部企业，总产能约 13850 T/D，由于 TCO 玻璃原片—超白浮法玻璃产能已严禁新增，因此没有原片产能储备的企业将更难参与 TCO 玻璃市场。日本旭硝子成立于 1907 年，是日本第一家平板玻璃生产商，也是世界上最大的平板玻璃 生产公司之一，主要产品有建筑玻璃、汽车玻璃、电子显示用产品等，在欧洲拥有 Glaverbel 玻璃工厂，在北美拥有 AFG Industries，2021 年旭硝子总营收为 16974 亿日元，在 30 个 国家拥有运营场所，旗下共有 217 个子公司。旭硝子在全球一共拥有 31 条浮法生产线， 1992 年开始生产显示用 TCO 玻璃，同年进军中国大连，目前在辽宁有一条在产 TCO 玻璃 生产线，客户包括成都中建材和中山瑞科等薄膜电池企业。旗滨玻璃成立于 2005 年，是一家集浮法玻璃、节能建筑玻璃、低铁超白玻璃、光伏光电 玻璃、电子玻璃、药用玻璃研发、生产、销售为一体的创新型国家高新技术企业，集团现有总资产超过 190 亿，员工 10000 余人，在产日熔化量 17600 吨的优质浮法玻璃生产线 26 条。旗滨集团早期与著名镀膜技术供应商美国阿克玛公司、英国浮法玻璃咨询公司（FGC 公司）进行了 TCO 技术转让和合作，公司于 2010 年 12 月合 2012 年 5 月相继点火了两条 TCO 玻璃生产线，产能分别为 600T/D 和 800T/D，后因公司战略转变而未实际生产 TCO 玻璃。公司目前仍有原片产能储备，后续若薄膜组件需求放量，公司有重新进入 TCO 玻璃市场的可能。上海耀皮玻璃成立于 1983 年，主营业务涵盖浮法玻璃、建筑加工玻璃和汽车玻璃三大领 域，外方合作伙伴是板硝子的子公司英国皮尔金顿公司，2010 年，耀皮则制定了进军 TCO 玻璃生产的战略，2011 年开始在常熟基地筹备生产板硝子的 TCO 玻璃。由于 TCO 生产技 术不是自主研发，因此公司需要每年向板硝子支付设备采购费用和技术服务费，近 5 年 （2017-2021）一共支付设备采购费 88.25 万元，技术服务费 1255.57 万元。南玻集团成立于 1984 年，主要涵盖节能玻璃、电子玻璃及显示器件、太阳能光伏三个领 域，且拥有从高纯多晶硅制备、高效硅片、高效光伏电池及组件以及光伏电站的建设运营的完整产业链。2010 年公司拟投资 3.5 亿元建设 TCO 玻璃离线镀膜生产线，总产能 252 万平米，后由于薄膜电池市场被晶硅电池挤压，TCO 玻璃市场需求也随之锐减，南玻集团于 2014 年停止了 TCO 玻璃的生产。安彩高科成立于 1987 年，主要产销太阳能光伏超白压延玻璃、优质浮法玻璃、节能玻璃、 液化天然气、压缩天然气等，2010 年公司开始进军 TCO 玻璃领域，总投资 8.1 亿元建设年产 240 万平米 TCO 玻璃和 600 万平米 Low-E 玻璃项目，并引进了欧洲最先进设备，生 产的 TCO 玻璃透光率可达 80%，性能优于进口产品，并可有效提升薄膜电池发电效率。后于 2013 年停止了 TCO 玻璃项目。4.重点公司分析1） 金晶科技：公司系国内TCO 导电膜玻璃龙头企业，批量稳定生产产能达 3000万平米， 未来随着美国 FS 公司加快扩产，以及国内钙钛矿电池技术突破叠加 BIPV 推动，TCO 玻璃需求望迎来快速增长，公司具备先发优势，TCO 玻璃板块有望成为新的增长点。 预计 22-24 年净利润 9.1/14.0/18.6 亿元。2） 洛阳玻璃：公司作为凯盛集团旗下新能源材料平台，已托管并拟适时收购控股股东优 质薄膜电池资产，薄膜电池产业前景值得重视，另外公司光伏玻璃扩产节奏或加速，光 伏玻璃产能有较大提升弹性，单位生产成本或持续优化，夯实竞争力并贡献利润弹性， 预计 22-24 年净利润 3.81/6.25/9.17 亿元。3） 杭萧钢构：公司系国内钢结构龙头企业，收购合特光电进军异质结叠层钙钛矿电池 +bipv 组件生产。2021 年 11 月投产 100 万平方米 bipv 组件产线；计划 2022 年底投 产首条异质结-钙钛矿叠层电池中试线（产能 100MW），一期目标量产转换效率 28%。 钢结构产能有望逐步提升，万郡绿建培育期已过或逐步贡献利润，BIPV 业务形成一体化能力，三项业务齐头并进，有望保障业绩持续释放。预计 22-24 年净利润 5.07/5.87/6.56 亿元。
晶硅电池用硅量大，加之晶硅转化率已大幅提升逼近极限，产品同质化竞争激烈，未来晶硅市场的发展或放缓。反观薄膜电池，凭借以下优势有望开始逐渐发力：1）透光性可调节，颜色丰富，能够充分满足建筑美观的要求，可直接替代玻璃幕墙使用，因此在 BIPV 幕墙领域需求空间大；2）温度系数低，高温、潮湿等环境下发电功率损耗较低；3）弱光性好，发电量多，即使被挡住了阳光或者在阴天，也能吸收光并发电，因此薄膜组件的安装也不受角度的局限；4）轻薄且延展性好，相比起晶硅组件的笨重和易碎，薄膜电池大大减少了建筑施工难度。但晶硅电池和薄膜电池两者更多是互补并非替代关系，例如屋顶的面积有限，且不要求透光和美观，因此更适合安装目前转换效率更高的晶硅电池，而大部分建筑立面对透光性和美观性有要求，所以立面首选薄膜电池。晶硅电池产业链繁琐，而薄膜电池生产过程更加简洁。晶硅产业链基本由五个环节构成， 分别是高纯多晶硅原料生产、单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸、硅片切割、电池芯片制造、 组件及系统封装与应用，每个环节都需要非常多的生产设备、配备设施以及资金投入，其中，进入壁垒最高的环节是太阳能级高纯多晶硅原料生产，该过程技术门槛高，产线投入大，因此市场呈现寡头竞争格局，其次，电池芯片的制造对技术、设备的要求也较高，其转换效率的高低决定了企业的盈利能力；相反，单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸、组件及系统封装与应用的进入壁垒较低，国内涉足的企业较多。与晶硅产业链相比，薄膜产业链则要短很多，仅需要一条 300 百米长的全自动生产线，就能实现从原材料光伏玻璃的磨边清洗，到化合物半导体薄膜的制备，再到最后光伏组件成品封装测试的完整生产流程。从产业链能耗来看，晶硅产业链几乎每个环节都需要使用大型重型设备，过程中会产生大量的能耗并排放二氧化碳，因此，尽管晶硅组件能利用太阳能进行发电，产业链前端所留下的碳足迹也不容忽视。相比之下，薄膜产业链的碳足迹则小很多，近日，中国国检测试控股集团股份有限公司对国内碲化镉组件厂商龙焱能源研发生产的碲化镉薄膜光伏组件 进行了严格的碳足迹评估计算，根据组件原材料获取、生产和运输等数据，结果显示，龙焱碲化镉薄膜光伏组件碳足迹为 366g CO₂ eq/W，这是目前国内光伏组件通过第三方机构认证最低的碳足迹数据，而晶硅 PERC 组件现在的碳足迹数值为 600g CO₂ eq/W 左右。目前薄膜组件市场份额仍然偏低。薄膜组件曾凭借成本优势占据一定的市场份额，但由于一直无法突破效率瓶颈，再加上形成规模优势后晶硅价格大幅降低，导致近些年薄膜组件的份额逐渐被挤压，2021 年，全球薄膜太阳能电池产能为 10.7GW，产量约为 8.28GW， 同比增长 27.7%，主要受 First Solar 产量增长的拉动，薄膜组件市场占有率仅为 3.8%，同比下降 0.2pct。薄膜组件主要有 4 种主要类型，其中非晶硅（a-Si）薄膜太阳能组件、铜铟镓硒（CIGS） 薄膜太阳能组件、碲化镉（CdTe）薄膜太阳能组件已实现商业化量产。2021 年碲化镉薄膜电池的产量约为 8.03GW，其中国外 7.9GW，国内 130MW，占比为 97%；铜铟镓硒薄膜电池的产量约为 245MW，其中国外 210MW，国内 35MW，占比为 3%；据我们测算，非晶硅薄膜电池的产量约为 5MW。碲化镉组件发展成熟，美国第一太阳能公司一家独大，钙钛矿是新一代技术。非晶硅薄膜电池为最早的薄膜太阳能电池，但由于对太阳能长波区域不敏感，转换效率难以提高，且光衰退现象较为严重，现已基本被市场淘汰。铜铟镓硒薄膜电池虽然规模较小，但生产 技术也较为成熟，达到了量产规模水平，其具有较高的量产平均转化率 16.5%，主要生产企业是汉能控股、中建材凯盛科技和神华光伏，但其存在着制备过程复杂、贵金属价格昂贵等弊端，也已经不是市场主流。相比之下，碲化镉组件是目前主流的薄膜组件品种，21 年碲化镉组件产量占全球薄膜组件产量比重约为 97%，国内碲化镉组件生产企业主要是成都中建材（产能 100MW）、龙焱科技（产能 120MW）、中山瑞科（产能 100MW），国外来看，美国第一太阳能公司（First Solar）是全球最大的碲化镉组件生产企业，21 年组件产量达 7.9GW，其占据全球薄膜电池 90%以上的市场份额，目前其产能主要分布在美国俄亥俄州、马来西亚和越南，公司计划在印度和美国俄亥俄州分别新建 3.3GW 产能，预计将在 2023 年投产，并预计 2024 年组件产能达 16GW。钙钛矿电池目前国内参与企业主要是纤纳光电、协鑫光电以及极电光能，钙钛矿作为第三代薄膜太阳能电池，相比于碲化镉组件，其优势主要在于极限转化效率更高、成本更低，22 年 7 月 28 日纤纳光电生产的全球首款钙钛矿商用组件α成功出货 5000 片，也标志着钙钛矿电池开始进入商业化阶段。2. 钙钛矿电池：转换效率或为天花板，迈向商业化前夜钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cell）是指使用钙钛复合氧化物晶体结构的化合物作为吸光半导体材料的太阳能电池，最初是指化学式为 CaTiO3的矿物质以及拥有 CaTiO3 结构的金属氧化物，经过多年发展，目前演变为具备化学通式 ABX3 的物质都可被称为钙钛矿。钙钛矿作为第三代薄膜太阳能电池，相比于碲化镉组件，其优势主要在于极限转化效率更高、成本更低，22 年 7 月 28 日纤纳光电生产的全球首款钙钛矿商用组件α成功出货 5000 片，也标志着钙钛矿电池开始进入商业化阶段。PSCs 主要由以下五个功能层组成：透明导电氧化物（TCO）、N 型半导体（电子传输层 ETL）、钙钛矿层、P 型半导体（空穴传输层 HTL）和背电极。根据功能层的堆叠顺序， PSCs 可分为正置的 n-i-p 和倒置的 p-i-n 结构。顶电极层(TCO)通常由玻璃生产企业负责，电池企业直接采购 TCO玻璃，来完成后续工艺。 通常可以分为五个步骤：TCO 玻璃的处理→制备电子传输层→制备钙钛矿层→制备空穴传输层→制备背电极。具体来看：1）TCO 玻璃的处理：先将 TCO 玻璃裁成合适面积的小块， 再用溶液或激光刻蚀，然后清洗干燥。2）制备电子传输层：通常用磁控溅射法或溶液旋涂法来实现制备，其材料通常为 TiO2、SnO2、ZnO 等等。磁控溅射或旋涂后退火，得到电子传输层。3）制备钙钛矿层：钙钛矿层的实验室制备通常分为一步旋涂法、二步旋涂法和双源共蒸法。虽然这些方法在钙钛矿器件的制备中被广泛应用，但它们都具有一个不可避免的缺点就是不适用于大面积钙钛矿薄膜的制备，与工业化生产难以兼容，而且所需材料损耗大，导致器件成本较高。为了解决上述问题，目前开发了一些大面积钙钛矿薄膜制备工艺用于工业：溶液涂布法（刮刀涂布法、狭缝涂布法和丝网印刷法）、溶液喷涂法（喷涂法、喷墨打印法）、软膜覆盖法和气相沉积法。4）制备空穴传输层：通常使用溶液旋涂法来制备，其材料通常为 PTAA、Spiro-OMeTAD、NiOx或 PEDOT:PSS 等等。旋涂完成后退火获得 HTL。5）制备背电极：将器件放入掩膜板固定住，放入镀膜机进行蒸镀，冷却后完成制备。2.1. 优势：转化效率高、制造成本低，生产链短在上文第一部分我们已经论述过薄膜组件相比晶硅组件的优势，钙钛矿作为第三代薄膜技术，在光电转化效率、制造成本、生产流程等方面优势更加明显。2006 年，Miyasaka 课题组首次将钙钛矿材料添加到染料敏化电池中作为吸光层，并取得 2.2％的效率。2009 年，他们又将 MAPbI3 和 MAPbBr3 作为无机敏化剂添加到染料敏化电池中，并将效率提升至 3.8%，经过 13 年的技术突破，2021 年单结钙钛矿电池最高效率已达到 25.7%，这一世界记录由韩国蔚山科技大学 UNIST 创造，相比于晶硅电池，钙钛矿电池技术进步更快，从 3.8%到 28%仅用了 13 年，而晶硅电池为了达到这个效率，用时近 40 年。单结钙钛矿电池的极限转化效率可达 33%，而晶硅电池极限转化效率仅有 29.43%。并且钙钛矿可利用叠层技术制备超高效太阳电池，双结钙钛矿叠层电池主要分为全钙钛矿叠 层电池和钙钛矿/晶硅叠层太阳电池，钙钛矿叠层电池在过去几年得到快速进展，2022 年 6 月南大谭海仁团队研制的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率高达 28.0%，在国际上首次超越单晶硅电池的最高转化效率 26.7%，钙钛矿/晶硅叠层电池目前实验室最高效率已经达到 31.3%。双结钙钛矿叠层电池理论极限光电转换效率 45%左右，三结钙钛矿叠层电池理论极限光电转换效率 50%左右，叠层技术未来发展潜力值得期待。钙钛矿电池制造成本更低。晶硅光伏电池有硅料、硅片、电池、组件等多个环节，每个环节都有巨头从事生产，这些工厂分布在全国各地，从硅料到组件，最快生产流程也需三天， 而钙钛矿所有工艺流程则都可以在一个工厂完成，从原料到组件只需 45 分钟。且晶硅电池材料要求纯度高，铸锭和拉晶的工艺都需要高温，与之相比，钙钛矿材料来源丰富、原材料成本低，且材料配方可调，比例选择空间大，因此制造成本更低，MW 规模的生产线的生产成本可达到 1 元/W，而 GW 规模的生产线可以做到 0.6 元/W。2.2. 经济效率：单瓦初始投资或低于晶硅，IRR 受限于使用寿命我们参考潘莹《太阳能钙钛矿电池技术发展和经济性分析》中对甘肃敦煌某 600MV 光伏 工程项目的测算方法，在参数假设方面进行适当调整，单晶硅组件选择隆基 HI-MO 5（组件参数：功率 550W/组件尺寸为 2278*1134/转化率 21.3%），钙钛矿电池选择杭州纤纳光电α组件（组件参数：功率 130W/组件尺寸 1245*635/转化率约 16.6%），价格方面，假设单晶硅组件价格为 1.9 元/W，钙钛矿电池为 1.5 元/W，其他客观条件保持一致，在 BOS 成本中，设备及安装工程、建筑工程及项目建设用地费用等项目，使用单晶硅电池和使用钙钛矿电池的差异主要在于用地面积增加所带来的成本提升，提升比例假设等于用地面积增加的比例，计算结果为：若使用单晶硅组件，则该项目单 w 静态投资额为 3.33 元，若改用钙钛矿电池，则该项目单 W 静态为 3.25 元，可以看出，使用钙钛矿电池的初始投资成本要更低。从项目 IRR 角度，使用α钙钛矿电池必须达到稳定运行 35000 个小时以上，IRR 才可以达到单晶硅项目水平。由于钙钛矿电池的稳定性不如晶硅，因此从项目运行周期来看，使用钙钛矿电池可能会更短，因此我们通过计算单晶硅电池和钙钛矿电池的项目 IRR 来对比二者的经济性。假设使用单晶硅组件项目运行周期为 25 年，年均利用小时数为 1786.7h，测算得到该项目 IRR 为 13.5%，我们采用情景假设方法，计算在钙钛矿电池单 W 价格确定的情况下，不同转化率和运行时间对应该项目 IRR 情况，可以看出，假设钙钛矿电池价格维持 1.5 元/W，该α组件（转化率 16.6%）的稳定运行时间必须在 35000 小时以上才能达到和单晶硅项目相同的 IRR。2.3. 存在问题：大尺寸制备工艺不成熟、材料稳定性差钙钛矿电池的大面积制备工艺还有待优化，大尺寸组件的转化效率仍较低。转换效率较高的钙钛矿电池其尺寸均为实验室级别，仅有 0.01 平方厘米或 1 平方厘米，未达到商业化 尺寸。目前较难生产薄且均匀的大面积钙钛矿层，一旦电池尺寸增大，光电转换效率随之下降，因此在大面积制备技术方面还有待完善，目前溶液旋涂法是实验室制备钙钛矿太阳电池的常用方法，虽然操作简单､成膜速度快､重复性好，但无法满足钙钛矿太阳电池大规模工业化生产所需的大面积､低成本等制造要求｡目前工业上制备钙钛矿的生产工艺较未 多样，包括刮涂法､狭缝涂布法､喷涂印刷､气相辅助沉积等，但均存在一定的问题。材料稳定性差导致电池寿命较短。钙钛矿电池对潮湿环境敏感，材料暴露在潮湿空气中会很快分解，昼夜温差造成的水蒸气也将对其造成破坏，因此对防水封装的要求十分严苛。 此外，氧气氧化、光辐照、紫外线等都会对材料的稳定性产生显著影响。根据上文测算， 钙钛矿电池单 W 售价 1.5 元的条件下（比晶硅低 0.4 元），尺寸为 1.245*0.635，功率达 130W 的标准化组件工作时间需要至少在 35000 个小时以上，才能够达到晶硅电池的项目 IRR，而目前，钙钛矿电池持续光照实验最长达到 10000h，仍存在较大差距。目前提高钙钛矿太阳电池稳定性有两种研究思路：一是改善钙钛矿材料本征稳定性从而抑制其分解， 另一种是寻找合适的传输层材料或封装材料使电池与环境隔绝，目前仍处于探索阶段。国内钙钛矿电池企业目前布局较快的主要是纤纳光电、协鑫光电以及极电光能，纤纳光电已于 2022 年初投产全球首条 100MW 产线，其生产的α组件尺寸为 1245×635×6.4mm， 最大功率可达 130W，并于 7 月 28 日实现首批 5000 片发货。协鑫光电生产的尺寸为 1m ×2m 的全球最大尺寸钙钛矿组件已经下线，100MW 量产线已在昆山完成厂房和主要硬件建设，计划 2022 年投入量产，预计稳定后转化效率将超过 18%，极电光能目前正在建设 150MV 钙钛矿试制线，预计在 2022 年可进行投产，组件尺寸为 1.2×0.6 平方米，效率将不低于 18%。在叠层电池方面，杭萧钢构计划于 2022 年底投产首条 100MW 高效异质结+ 钙钛矿叠层电池中试线，目标转化效率在 28%以上。除此之外，宁德时代、通威股份、隆基股份等电池龙头也有进军钙钛矿电池领域的想法，目前正处于研发阶段，预计随着技术的突破，行业产能将实现快速放量。2.4. 叠层电池：转化效率更高，目前正处于起步阶段钙钛矿/晶硅叠层电池理论上叠层效率可以高达 43%。晶硅太阳电池的功率转换效率正在接近 29.4%的 Shockley-Queisser 极限，由于能量不匹配光子和电学复合的存在，提升单结太阳电池效率将会越来越困难。最简易的方法是使用不同带隙的吸收材料来吸收不同能量的光子，这可以减少高能电子的热损失，最经济的方法是两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池。数值计算表明，使用带隙为 1.72eV 的钙钛矿与 1.12eV 的晶硅结合，理论上叠层效率可以高达 43%。叠层电池主要包括两端（2T）和四端（4T）结构。在两端结构中，异质结钙钛矿叠层电池由硅电池上直接沉积钙钛矿电池制成，通过复合层或隧道节将两个子电池串联在一起，共两个电极。四端结构是简单的机械堆叠，两个电池各有两个电极，电路相互独立。两端结构要求两个电池制备的工艺和环境相近，比如异质结电池和钙钛矿电池都是在低温环境下制备。且两端结构比四端结构少了两层透明电极，对光的损耗更少，在材料和沉积步骤上的成本也有所降低。因此目前较为经济的方法是两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池。常见钙钛矿/硅异质结叠层电池由钙钛矿顶电池、中间连接层（隧穿结）和硅异质结底电 池三部分组成。晶硅钙钛矿叠层电池工作原理是利用不同带隙材料吸收不同的太阳光光谱， 从而提高转化效率，将钙钛矿电池与硅电池按能隙从大到小的顺序从外向内叠合，短波长的光被最外侧的宽带隙钙钛矿吸收，波长较长的光能够透射进去让窄带隙的硅电池吸收， 可以更大限度将光能转化为电能。异质结钙钛矿叠层电池在钙钛矿电池基础上效率有所提升。目前，二结主要分为三种类别： 钙钛矿/晶硅、钙钛矿/铜铟镓硒和钙钛矿/钙钛矿。目前最高认证的转化效率分别为 29.8%、 24.2%和 26.4%。钙钛矿薄膜电池能有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，而异质结电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光。因此，通过钙钛矿电池与异质结电池叠层方式组合，可以突破传统晶硅电池理论效率极限，进一步提升太阳能电池的转换效率，理论上叠层效率可以高达 43%。目前，在制绒硅片上获得均匀钙钛矿薄膜仍是目前亟待解决的问题。晶硅电池片需制绒来加强吸收光线的能力从而提高效率，其绒面呈倒金字塔状，粗糙程度达到数个甚至十几微米，但钙钛矿薄膜在叠层中只需要 300-400 纳米厚，在绒面连绵起伏的锯齿“山谷”里实 现均匀沉积钙钛矿薄膜仍是目前亟待解决的问题。制备上的困难也将给异质结-钙钛矿电 池的转换效率与成本带来压力。异质结-钙钛矿叠层电池产业化处于起步阶段。以目前公告情况来看，仅有杭萧钢构子公 司合特光电计划在 2022 年底投产首条异质结-钙钛矿叠层电池中试线，计划产能 100MW， 一期目标量产转换效率 28%，未来目标 30%以上。设备方面，合特光电采用外购改装模式， 嵌入新材料新工艺调节半导体材料带隙和界面钝化，未来预期可达 30%以上转化效率。3. TCO 玻璃：钙钛矿电池核心材料，新蓝海放量可期钙钛矿电池所需的材料包括封装材料和电极材料，其中 TCO 玻璃是最核心的材料，从成 本构成来看，玻璃及其他封装材料占比最高，占比 34%，另外是电极材料（靶材）,占比 约 30.9%。TCO 玻璃即透明导电氧化物镀膜玻璃，通过在平板玻璃表面镀上一层透明的 导电氧化薄膜，使得玻璃具有透光和导电的作用，从而能够有效地收集光生载流子，而不能引入不必要的串联电阻，其膜材料主要包括 In、Sn、Zn 和 Cd 的氧化物及其复合多元 氧化物薄膜材料。TCO 玻璃按照导电氧化物的不同主要分为 ITO、FTO 和 AZO 三种。ITO 玻璃是掺杂锡的氧化铟（In2O3 :Sn）导电玻璃，技术发展非常成熟，主要通过磁控溅射工艺生产，具有导电性好、透过率高、膜层牢固等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极，但随着光吸收性能要求的提高，ITO 玻璃由于无法提高光散射能力和其较差的激光刻蚀性能、在等离子中不够稳定等原因，现已不再是光伏电池主流的电极玻璃，而主要运用在显示屏、触控面板领域。FTO 是掺杂氟的氧化锡（SnO2 :F）导电玻璃，发展较为成熟，主要通过化学气相沉积法生产，是当下薄膜电池主流的电极材料，尽管导电性略差于 ITO 玻璃，但具有成本低、 激光刻蚀容易、光学性能适宜等优点。AZO 是掺杂铝的氧化锌（ZnO:Al）导电玻璃，主要通过磁控溅射工艺生产，但也可以通过化学气相沉积、溶胶凝胶法等工艺进行镀膜，具有透光率高、导电性优、稳定性好等特点，与 ITO 玻璃相比，AZO 玻璃光电性能接近，且原材料易得，生产成本较低，在等离子体中性能更为稳定，与 FTO 玻璃相比，AZO 玻璃的导电性、光透过率更优，日后有替代 ITO、FTO 的可能，但 AZO 玻璃也存在膜层偏软、耐潮性差等缺点，现阶段市场空间仍较小。根据镀膜工艺是否与玻璃生产线结合，TCO 玻璃的生产工艺可分为在线镀膜与离线镀膜， 其中在线镀膜优势明显。在线 TCO 镀膜玻璃生产工艺主要采用化学气相沉积（CVD）技术，沉积氧化物是生产工艺的核心技术，膜层厚度、折射率、膜层结构等参数将对产品质量起到关键作用, 在线 TCO 玻璃生产工艺具有工艺设备相对简单，涂层与基体结合强度高， 膜层坚硬耐用，强度、耐侵蚀、稳定性等指标好，可以长期储存，可以热弯、夹层、钢化， 二次加工性能优良等优点。离线TCO镀膜玻璃生产工艺即可采用物理气相沉积法（PVD）， 又可采用化学气相沉积法（CVD），但主流方式还是采用 PVD 中的磁控溅射技术，相比于在线技术，离线设备投资价格昂贵，能耗高，产品耐磨性差，膜层易氧化，存储要求高， 镀膜前需要清洗等步骤，二次加工性能差。TCO 玻璃供应商国外主要是日本板硝子，国内主要是金晶科技、日本旭硝子等企业。金 晶科技是国内最大的 TCO 玻璃生产企业，在技术、产能方面均处于国内领先地位，充分 占据先发优势，当前国内整体需求仍然较低，未来随着钙钛矿电池发展，对 TCO 玻璃需 求或有大幅上升，中长期来看，旗滨等浮法玻璃龙头也有进入的可能，TCO 玻璃的原片是超白浮法玻璃，目前具备超白浮法玻璃原片产能的企业仅 10 家，主要集中在南玻、金晶科技、 旗滨、信义等头部企业，总产能约 13850 T/D，由于 TCO 玻璃原片—超白浮法玻璃产能已严禁新增，因此没有原片产能储备的企业将更难参与 TCO 玻璃市场。日本旭硝子成立于 1907 年，是日本第一家平板玻璃生产商，也是世界上最大的平板玻璃 生产公司之一，主要产品有建筑玻璃、汽车玻璃、电子显示用产品等，在欧洲拥有 Glaverbel 玻璃工厂，在北美拥有 AFG Industries，2021 年旭硝子总营收为 16974 亿日元，在 30 个 国家拥有运营场所，旗下共有 217 个子公司。旭硝子在全球一共拥有 31 条浮法生产线， 1992 年开始生产显示用 TCO 玻璃，同年进军中国大连，目前在辽宁有一条在产 TCO 玻璃 生产线，客户包括成都中建材和中山瑞科等薄膜电池企业。旗滨玻璃成立于 2005 年，是一家集浮法玻璃、节能建筑玻璃、低铁超白玻璃、光伏光电 玻璃、电子玻璃、药用玻璃研发、生产、销售为一体的创新型国家高新技术企业，集团现有总资产超过 190 亿，员工 10000 余人，在产日熔化量 17600 吨的优质浮法玻璃生产线 26 条。旗滨集团早期与著名镀膜技术供应商美国阿克玛公司、英国浮法玻璃咨询公司（FGC 公司）进行了 TCO 技术转让和合作，公司于 2010 年 12 月合 2012 年 5 月相继点火了两条 TCO 玻璃生产线，产能分别为 600T/D 和 800T/D，后因公司战略转变而未实际生产 TCO 玻璃。公司目前仍有原片产能储备，后续若薄膜组件需求放量，公司有重新进入 TCO 玻璃市场的可能。上海耀皮玻璃成立于 1983 年，主营业务涵盖浮法玻璃、建筑加工玻璃和汽车玻璃三大领 域，外方合作伙伴是板硝子的子公司英国皮尔金顿公司，2010 年，耀皮则制定了进军 TCO 玻璃生产的战略，2011 年开始在常熟基地筹备生产板硝子的 TCO 玻璃。由于 TCO 生产技 术不是自主研发，因此公司需要每年向板硝子支付设备采购费用和技术服务费，近 5 年 （2017-2021）一共支付设备采购费 88.25 万元，技术服务费 1255.57 万元。南玻集团成立于 1984 年，主要涵盖节能玻璃、电子玻璃及显示器件、太阳能光伏三个领 域，且拥有从高纯多晶硅制备、高效硅片、高效光伏电池及组件以及光伏电站的建设运营的完整产业链。2010 年公司拟投资 3.5 亿元建设 TCO 玻璃离线镀膜生产线，总产能 252 万平米，后由于薄膜电池市场被晶硅电池挤压，TCO 玻璃市场需求也随之锐减，南玻集团于 2014 年停止了 TCO 玻璃的生产。安彩高科成立于 1987 年，主要产销太阳能光伏超白压延玻璃、优质浮法玻璃、节能玻璃、 液化天然气、压缩天然气等，2010 年公司开始进军 TCO 玻璃领域，总投资 8.1 亿元建设年产 240 万平米 TCO 玻璃和 600 万平米 Low-E 玻璃项目，并引进了欧洲最先进设备，生 产的 TCO 玻璃透光率可达 80%，性能优于进口产品，并可有效提升薄膜电池发电效率。后于 2013 年停止了 TCO 玻璃项目。4.重点公司分析1） 金晶科技：公司系国内TCO 导电膜玻璃龙头企业，批量稳定生产产能达 3000万平米， 未来随着美国 FS 公司加快扩产，以及国内钙钛矿电池技术突破叠加 BIPV 推动，TCO 玻璃需求望迎来快速增长，公司具备先发优势，TCO 玻璃板块有望成为新的增长点。 预计 22-24 年净利润 9.1/14.0/18.6 亿元。2） 洛阳玻璃：公司作为凯盛集团旗下新能源材料平台，已托管并拟适时收购控股股东优 质薄膜电池资产，薄膜电池产业前景值得重视，另外公司光伏玻璃扩产节奏或加速，光 伏玻璃产能有较大提升弹性，单位生产成本或持续优化，夯实竞争力并贡献利润弹性， 预计 22-24 年净利润 3.81/6.25/9.17 亿元。3） 杭萧钢构：公司系国内钢结构龙头企业，收购合特光电进军异质结叠层钙钛矿电池 +bipv 组件生产。2021 年 11 月投产 100 万平方米 bipv 组件产线；计划 2022 年底投 产首条异质结-钙钛矿叠层电池中试线（产能 100MW），一期目标量产转换效率 28%。 钢结构产能有望逐步提升，万郡绿建培育期已过或逐步贡献利润，BIPV 业务形成一体化能力，三项业务齐头并进，有望保障业绩持续释放。预计 22-24 年净利润 5.07/5.87/6.56 亿元。
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金晶科技
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凯盛新能
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杭萧钢构
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京山轻机
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