随着TOPCon和HJT争论逐步明晰，下一步的光伏争论主要集中于如何破解龙头公司的技术优势和规模蚕食。在一级市场上，钙钛矿技术正得到风投的密切关注，光伏行业内部多认为钙钛矿是潜在的变革因子之一。

一、光伏技术路线迭代

（一）隆基拿到N型电池双路线效率第一

光伏电池转换效率目前在23-26%区间缓慢增加，根据测算，电池片在20%转换效率以上转换效率每提高1个百分点，下游电站就能节约5%左右的成本。所以即使微小的提升放大到终端电站也都意义重大。

2022年11月19日，根据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)的最新认证报告，隆基绿能自主研发的HJT异质结电池转换效率达到26.81%，这是继2017年由日本公司创造26.7%的效率纪录以来，时隔五年诞生的最新HJT世界纪录。

图1：光伏的主要实验室数据

而在TOPCon效率领域，隆基自2020年来持续保持领先，连续多次刷新电池效率，在扩产方面也位列TOPCon阵营前列。

隆基绿能PERC组件产能占比已达到第一，未来HJT和TOPCon双技术研发方面也全面领先，在深度绑定上游硅料产能情况下，与中环的182和210尺寸战也未落下风。总体保持了极强的战斗力和未来预期。

（二）光伏技术路线演化

光伏投资的核心是效率提高和成本降低过程中的优化，不断技术迭代达到商业化门槛。简单来说，单纯的转换效率再高，如果成本和良率无法拟合，也难以在商业化生产中胜出，PERC电池正是凭借良好的成本效率比，获得了近些年的大成功。

图2：GW设备投资是影响TOPCon和HJT选择的重要因素

2020年后，由于传统P型PERC单晶硅片电池效率空间有限，N型技术路线电池随着效率提升性价比不断凸显，TOPCon投建积极，HJT逐步发力。

图3：如何从PERC技术转换

三年多来，TOPCon和HJT的争议已经明晰，可以总结为“PERC可以直接增加工序转为TOPCon，则传统厂商倾向于TOPCon路线”和“新玩家绕开历史包袱，倾向于选择潜力更大的HJT路线”。

那么，在龙头隆基的不断蚕食下，其他小企业就没有电池路线弯道超车的可能性吗，实际上，一些一级市场风投将目光聚焦于钙钛矿电池。

二、钙钛矿电池

太阳能底层技术方面，晶硅电池和薄膜电池已发展多年，分别产生了隆基绿能和无锡尚德为代表的阶段性龙头企业。而目前第三类化合物新型太阳能电池凭借材料成本低、效率高、工艺流程短等优势正成为产业界和学术界热点，又称钙钛矿电池。

图4：光伏电池未来可能的发展路径

（一）钙钛矿技术理论基础

1、制绒单晶多晶

传统晶硅电池的第一步工艺是制绒。由于硅片在切割过程中表面会产生大量的油污、金属污染、机械损伤，因此要对硅片进行酸洗（多晶）或者碱洗（单晶），这就是2013-2017年的单晶多晶之争。

经过清洗制绒后硅片，表面的垂直反射率可从50%降低至15%以下，剩余85%的光进行横向反射和折射，从而让光电效率大大提高。

2、扩散PN质结

传统晶硅电池的第二步工艺是扩散。在高温作用下对硅片表面进行扩散沉积，主要作用是形成PN结。根据掺杂元素的不同分为磷扩散和硼扩散，其中P型硅片采用磷扩散，N型硅片采用硼扩散。

由于硼原子在硅中的固溶度较低，因此其扩散难度比磷扩散更高，作业温度需要达到950-1050℃，成膜时间达到240min。因此采用硼扩散的N型电池所需成本更高，制备难度更大，TOPCon和HJT均属于N型电池，也就引出了2018-2021年的P型和N型之争。

3、在PN质结上的改善

对晶硅电池的PN结修饰是影响电池效率的核心因素，TOPCon和HJT均是在PN质结基底上下两面再铺设刻蚀不同的膜层，起到不同程度提升发电效率的作用。

而钙钛矿电池则是科学家参考了光电领域OLED的技术，绕开传统对PN扩散质结上下加工，以N-I-P三层接合，加入了I层吸光层，结构如下图：

图5：钙钛矿十分类似OLED，在N-P硅基电池中掺入了I层

技术上将这一特殊的I质结称为钙钛矿化合物层，具体指ABX3型化合物，由三种物质构成：A位一般由有机无机物质杂化，包括甲氨Ch3Nh3或者甲醚有机的分子，或无机的铯；B位一般选择硒或者铅；X位一般都是卤素。A、B、X三物质通过化学配位键进行连接，形成ABX3结构式。

（二）ABX化合物可调整优势

晶硅电池材料是硅，则光学物理特性上的带隙宽度是固定的。钙钛矿的ABX3结构是人造的，这使得其A、B、X三种化合物可以自由调整比例，从而让钙钛矿层的带隙宽度可调，可实现更宽的光吸收物理特性。

图6：通过化合物试错获得更好能能量吸取

自2009年提出钙钛矿技术至今，通过实验室不断试错，钙钛矿单结电池的实验室效率已从3.8%提升到25.8%，13年间平均每年提升1.69%，十分夸张。

（三）叠层技术大发展

传统晶硅组件一般都会保留约2到3毫米的电池片间距。叠层（叠瓦）是指将传统电池片切为五分之一大小后，使用导电胶来直接衔接两片电池，将其叠加黏贴在一起，再将电池串连起来，从而实现无电池片间距，扩大排布提高组件效率，数年前就在PERC电池上有所应用，效率提升约为0.5%。

图7：叠层技术在PERC电池上的应用

由于钙钛矿电池的化合物是人为可调整的，则叠瓦技术与钙钛矿高度适配。一般以能隙从大到小的顺序，从外到内叠合起来，让波长最短的光被最外边的宽带隙材料电池吸收利用，波长较长的光能透射进去让较窄能带隙材料电池吸收利用，最终能够最大限度将光能转化为电能。

以火锅九宫格为例，假设九种不同的ABX3钙钛矿化合物分别放在九宫格不同位置组合，则叠层而成的电池片的每一块区域均能实现不同的带隙宽度，从而捕捉和转换更宽光谱范围内的太阳光。

（四）钙钛矿的成本构成

钙钛矿电池相比晶硅电池的核心竞争力在于化合物ABX3的成本占比很小，根据协鑫集成100mw规模中试线资料，钙钛矿厚度0.3微米条件下成本占比只有不到5%，其他各类成本构成如下：

图8：100MW中试线的成本构成

由于钙钛矿十分类似OLED制备技术，其电极靶材材料占比37%，TCO导电玻璃占比32%，构筑两大块成本的核心工艺为热蒸发提纯，目前这一短板极大限制了大面积制备和商业化。

三、钙钛矿领军企业

（一）国内外领导企业

国际方面，发展最迅速的钙钛矿电池企业是牛津光伏（OxfordPV），牛津光伏成立于2010年，目前在英国、德国设立两大研发中心，共有研发人员约90人，并有超过200项专利，是钙钛矿电池领域研发实力最强的国际领军企业。

国内方面，协鑫集成子公司协鑫光电、纤纳光电是常常被提起的公司，两公司均设置有100MW量级的实验性产线，根据环评报告，投资100MW中试线的设备量价值约1亿元，则单GW设备投资量为10亿元，相比TOPCon的2.5亿元和HJT的4亿元，成本仍有下降空间。

此外，A股杭萧钢构子公司合特光电也计划在2022年底投产首条异质结/钙钛矿叠层电池中试线，目标效率28%以上。

（二）靶材企业

靶材成本占比37%。钙钛矿与OLED相似性很大，理论而言，稳定供货三星、京东方、TCL华星光电、深圳天马等国内面板大厂的光电靶材企业均有实力进行研发生产。

目前A股科创板企业奥莱德公告了定增计划，实控人独揽2.4亿定增额度，并计划拿出4600万投资到钙钛矿空穴传输层靶材；创业板公司阿石创也透露了一些钙钛矿领域靶材的研发情况。

（三）TCO玻璃企业

TCO导电玻璃成本占比32%。光伏玻璃各大厂商均表示有能力研发TCO导电玻璃，A股市场上金晶科技多次公告，已与国内领军企业纤纳光电签订协议，计划在TCO导电玻璃上进行合作。

（四）设备端的PVD镀膜设备

作为一款前沿技术，每家钙钛矿企业各自的生产路线和各自化合物材料比例各不相同，对应设备工艺也在快速迭代升级。目前常用的有两种：主PVD镀膜和主蒸镀，进一步强化了PVD蒸发镀膜设备的预期。

1、主PVD镀膜工序

在电子传输层、空穴传输层、电极层制备使用PVD工艺。以平面反式为例，在FTO玻璃上输入缓冲层靶材利用PVD工艺做阳极缓冲层，再进行激光划线，然后再输入钙钛矿溶液利用涂布等工艺制作钙钛矿吸光层，第四层阴极缓冲层同样输入缓冲层靶材制作阴极缓冲层，再进行激光划线，最后第五层输入背电极靶材利用PVD工艺制作背电极，再进行最后两道激光工序。

若选择此种工艺路线，PVD或RPD设备需求量较大。

2、主蒸镀工序

在电子传输层、电极层使用蒸镀工艺。如果电子传输层选择的为有机材料，或金属电极（如铜、银等），则技术路线和设备以蒸镀为主。第一步是FTO，然后输入缓冲层靶材制备阳极缓冲层，接着激光设备，然后输入钙钛矿溶液利用涂布工艺制备钙钛矿吸光层，之后开始蒸镀设备制作电子传输层，然后电极层。

如果以此种技术路线，那么蒸镀设备的需求量就会比较大，并穿插PVD设备。

3、两种工艺路线的竞争格局

主镀膜工序国内企业具有一定涉足，主要涉及PVD及RPD设备，其中RPD设备比传统的PVD设备优势在于可以减少对钙钛矿电池的轰击损害，更有利于提高转换效率和良率。相应的设备企业有捷佳伟创、迈为股份、众能光电等，其中捷佳伟创于2022年7月获钙钛矿电池量产RPD镀膜设备订单，该RPD设备具备较高技术壁垒；（一些材料指出捷佳伟创RPD设备是日本住友授权专利）

主蒸镀工序设备国内企业进度较快，主要涉及京山轻机子公司苏州晟成、湖南红太阳等。其中京山轻机子公司晟成光伏与协鑫光电于2021年5月开展叠层技术战略合作，到2022年6月，晟成光伏钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备实现量产，并成功应用于多个客户。（根据公告介绍，晟成光伏团簇型多腔式蒸镀设备，具备完全自主知识产权，是用于钙钛矿电池制备过程中钙钛矿材料及金属电极材料的蒸镀设备）

此外，钙钛矿中剩余一个占比较大的设备为涂布设备，主要用于制作钙钛矿吸光层，主要企业涉及德沪涂膜、众能光电。（均未上市）