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2024年中国钙钛矿电池行业市场前景预测研究报告(简版)
2024-01-22 来源:中商产业研究院
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关键词: 钙钛矿电池

中商情报网讯:作为第三代太阳能电池技术,钙钛矿太阳电池技术被视为未来可以取代晶硅电池的技术。经过多年来的发展,钙钛矿太阳电池技术得到了极大地提升,光电转换效率不断突破,峰值已经接近于晶硅电池。叠加低成本优势,钙钛矿电池产业未来发展潜力巨大。


一、钙钛矿电池行业概况

钙钛矿电池是指利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,是第三代新型太阳能电池的代表,包括单结钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型。和晶硅电池相比,钙钛矿电池具有光电转换效率高、制备工艺流程短、能耗低、高柔性等优势,可应用于BIPV、CIPV、地面电站等众多领域。

资料来源:中商产业研究院整理


钙钛矿电池上游包括原材料和设备,原材料主要有钙钛矿、TCO玻璃、吸光材料等,设备包括涂布机、清洗机、镀膜设备、激光设备、辅助设备等;中游为钙钛矿电池供应商;下游应用于光伏产业、LED、催化剂、磁制冷材料、气敏材料等。

资料来源:中商产业研究院整理


二、钙钛矿电池行业发展政策

近年来,中国钙钛矿电池行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策,鼓励钙钛矿电池行业发展与创新。2023年9月,国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》,钙钛矿及叠层太阳能电池被列入示范工程。2023年11月,工信部等五部门发布《关于开展第四批智能光伏试点示范活动的通知》,优先考虑方向中包括钙钛矿及叠层太阳能电池。相关政策的出台将为钙钛矿电池行业的发展提供了明确、广阔的市场前景,为企业提供了良好的生产经营环境。具体情况列示如下:

资料来源:中商产业研究院整理


三、钙钛矿电池行业发展现状

1.钙钛矿组件成本结构

由钙钛矿材料制成的电池具有更高吸收系数,可以在阳光光谱上捕获更大范围的光子能量,从而提供更多能量。钙钛矿组件成本结构中,电极材料占比37%,钙钛矿材料占比5%,玻璃及其他封装材料占比32%。随着技术迭代升级,钙钛矿组件未来仍有较大的降本空间。

数据来源:中商产业研究院整理


2.钙钛矿电池转换效率

光伏电池转换效率的高低决定了其未来的发展潜力。从理论极限转换效率来看,钙钛矿三节层电池最高,达45%。其次分别为晶硅/钙钛矿双节叠层、钙钛矿电池单层电池、晶体硅太阳能电池、TOPCon电池、HJT电池、普通单晶硅电池,理论极限转换效率分别为35%、31%、29.4%、28.7%、27.5%、24.5%。

数据来源:中商产业研究院整理


3.钙钛矿电池渗透率

目前,钙钛矿电池已步入商业化的关键节点,随着钙钛矿电池技术不断提升,未来钙钛矿电池渗透率也将随之增长。中商产业研究院分析师预测,2024年中国钙钛矿电池渗透率将达到0.5%,2030年将增长至30%。

数据来源:CPIA、中商产业研究院整理


4.钙钛矿电池产能及企业布局

钙钛矿电池作为第三代新型薄膜电池的典型代表,具备效率上限高,成本潜力大等优点,目前处于产业化落地初期。随着相关企业加大布局和开发力度,钙钛矿电池的产业化进程有望加速。中商产业研究院分析师预测,2024年中国钙钛矿电池新增产能将达2GW,2030年将达161GW。

数据来源:CPIA、中商产业研究院整理


当前,国内已有近二十多家企业宣布钙钛矿太阳能电池投资计划,行业内已有3条100MW级别钙钛矿产线投产,钙钛矿太阳能电池产业化进程提速。

资料来源:中商产业研究院整理


四、钙钛矿电池行业重点企业

1.协鑫光电

昆山协鑫光电材料有限公司专注于钙钛矿太阳能组件的研发、生产,为市场提供1 m × 2 m 尺寸的太阳能组件,已建成业界先进的100 MW钙钛矿太阳能电池生产线。2023年12月,总投资50亿元的协鑫光电钙钛矿GW级项目在昆山高新区奠基。协鑫光电GW级项目建成后,将从产品类型、产能、规格、效率四个维度发力,全速向着组件尺寸1.2米×2.4米、组件转化效率26%以上的目标迈进,力争在全球率先引领钙钛矿组件进入大规模商用时代。


2.宝馨科技

江苏宝馨科技股份有限公司成立于2001年,2010年在深圳证券交易所上市。近年来,宝馨科技在坚持制造业智能转型的同时,大力发展新能源产业“光储充换”业务,已成长为一家以“智能制造+新能源”双轮驱动的多元化、综合性产业集团。在下一代光伏电池新技术上,宝馨科技前瞻布局钙钛矿+异质结叠层电池技术研发及产业转化研究,是A股市场上唯一明确钙钛矿/异质结两端叠层电池技术路线的上市公司,目前公司合作团队的钙钛矿/异质结叠层电池实验室自测效率已超30%。


从经营情况来看,2023年前三季度宝馨科技主营收入4.93亿元,同比下降4.96%;归母净利润亏损3822.99万元,同比下降759.02%。

数据来源:中商产业研究院整理


宝馨科技主营业务包括智能制造、新能源、节能环保等,2023年上半年分别实现营业收入1.83亿元、1.65亿元、4224万元,分别占比46.97%、42.21%、10.82%。

数据来源:中商产业研究院整理


3.纤纳光电

纤纳光电是钙钛矿产业化技术从实验室走向量产的引领者和龙头企业,总部设在杭州,在衢州建有全球首个钙钛矿产业基地。纤纳光电在世界范围内率先实现钙钛矿光伏技术的100MW量产,并完成了多个首创,涵盖产品的第三方市场准入测试、钙钛矿光伏电站的示范建设与并网运行等。同时,纤纳光电在浙江省内打造了首条“新材料研发--工业化量产--市场应用”的钙钛矿全产业链。


4.极电光能

无锡极电光能科技有限公司是一家专业从事钙钛矿光伏、钙钛矿光电产品研发和制造的创新型高科技企业,目前极电光能在钙钛矿技术研发和产业化方面均处于行业领先地位。2023年4月,极电光能钙钛矿产业基地项目在江苏无锡市锡山经济技术开发区正式开工,该项目总投资30亿元,占地面积约173亩,计划建设全球首条1GW钙钛矿光伏生产线、100吨钙钛矿量子点生产线及研发创新中心、总部大楼。项目预计2024年竣工,2027年全面达产。


5.仁烁光能

仁烁光能(苏州)有限公司创立于2021年12月,主营业务为新型钙钛矿太阳能电池的研发和生产,致力于成为全球太阳能产业的引领者。仁烁光能创始团队在光伏领域深耕多年,技术团队在钙钛矿太阳能电池转化效率方面屡次刷新世界纪录,有着丰富的的研发经验。钙钛矿电池业务方面,仁烁光能于2023年2月成功跑通全球首条10MW全钙钛矿叠层光伏组件研发线,并于2023年4月启动了150MW钙钛矿光伏组件项目的建设,该项目于2024年1月正式竣工投产,完全由仁烁光能自主设计,设备构成实现100%国产化。


五、钙钛矿电池行业发展前景

1.钙钛矿组件成本有望进一步降低

钙钛矿太阳能电池理论光电转换效率高达33%,突破传统晶硅电池29%的上限,且采取叠层模式后,光电转换效率有望突破45%,在光伏领域具有诱人前景。钙钛矿组件制备流程显著缩短,设备投资成本更低,钙钛矿材料廉价易得,对缺陷的容忍度最高,在成本上具有潜在优势。钙钛矿太阳能电池制备工艺和结构同晶硅电池不同,叠加其物美价廉潜力,有望掀起光伏领域新一轮技术革新。


2.钙钛矿电池产业化进程正在提速

我国钙钛矿太阳能电池研发团队齐发力,产研结合探索最具竞争力和性价比的技术路线,专利申请数占全球68%。产业方面,本土钙钛矿设备厂商订单先行,部分已成功交付,本土钙钛矿太阳能电池生产厂商效率不断突破,融资进展顺利,纷纷布局中试线。预计钙钛矿电池产业化进程持续加速。


3.钙钛矿电池下游应用前景广阔

钙钛矿电池下游应用前景广阔,既可以做成刚性电池组件,又可以做成柔性电池组件。柔性钙钛矿电池未来有望成为光伏建筑一体化系统(窗户、建筑物侧面)、柔性场景(如柔性手机、柔性显示器、可穿戴衣服/背包、帐篷/移动电源等便携式设备)等差异化应用场景的主流产品;钙钛矿叠加晶硅的刚性组件可以应用于地面光伏电站。