钙钛矿设备从实验室走向GW级量产,核心拐点在于镀膜均匀性、涂布稳定性与激光划线工艺的成熟,而PVD(含RPD)设备的价值占比始终稳定在约40%,是产业链中价值量最高的环节;涂布设备约20%,激光设备约10%,其余为封装及其他自动化设备。
从实验室到量产:三大关键技术拐点
钙钛矿电池的制备从实验室的小面积手套箱过渡到工业级大面积产线,经历了设备形态与工艺逻辑的根本性转变。
第一,真空镀膜从“能用”到“均匀”。 PVD设备在钙钛矿电池中应用极广,除钙钛矿层本身外,从玻璃衬底的功能层到两个传输层乃至电极,均涉及PVD工艺。实验室阶段对镀膜均匀性要求相对宽松,而大面积量产时,膜层均匀性直接决定组件效率与良率。设备形态上,晶硅路线以水平式(卧式)为主,而钙钛矿在玻璃上镀膜,大尺寸玻璃在水平放置时易发生自然形变,因此立式设备成为钙钛矿镀膜的未来技术储备方向。捷佳伟创已完成立式反应式等离子体镀膜设备(RPD)的量产线出货,京山轻机旗下晟成光伏完成蒸镀PVD(卧式与立式)出货,湖南红太阳完成溅射镀PVD及ALD出货。
第二,涂布环节从“实验室刮涂”走向“狭缝涂布”。 从量产角度看,狭缝涂布因其系统处于相对封闭空间、过程更稳定,成为量产线的主流选择。上海德沪开发了全球首套用于大面积钙钛矿太阳能板制造的核心涂膜设备系统,并已验收成功。涂布环节不仅限于设备本身,还涉及前端的配溶液工序,因此具备全套解决方案能力的厂商更具优势。
第三,激光划线从“单台设备”走向“多道工艺协同”。 钙钛矿组件生产需要应用P1至P4共4道激光,分别用于去除TCO层、功能层、背电极加工及膜层清除等。激光设备供应商分为专做激光的企业(如众能光电、杰普特)和传统光伏设备厂商(如迈为股份、帝尔激光)两类。值得注意的是,据杰普特公司口径,原先一条产线只需1台激光设备,现在需要4台,单线价值量提升显著。
PVD价值量占比的演变逻辑
PVD(含RPD)价值占比稳定在约40%,其核心原因在于多环节使用与多技术路线通用。从环节看,钙钛矿电池除钙钛矿层外几乎全部涉及PVD;从路线看,PVD作为一种镀膜原理,在晶硅与钙钛矿路线中均被采用。尽管涂布与激光设备在量产阶段的重要性显著提升,但由于PVD设备在环节覆盖广度上的不可替代性,其价值量占比并未因产线规模扩大而被稀释。
| 设备环节 | 价值量占比(约) | 量产关键点 |
|---|---|---|
| PVD(含RPD) | 40% | 立式设备解决大玻璃形变,RPD填补国产空白 |
| 涂布 | 20% | 狭缝涂布成主流,封闭系统保证稳定性 |
| 激光 | 10% | P1—P4四道激光工艺,单线设备需求从1台增至4台 |
| 封装及其他 | 其余部分 | 自动化设备与封装设备构成剩余价值量 |
常见问题
钙钛矿设备国产化进展如何?
镀膜设备方面,捷佳伟创、京山轻机(晟成光伏)、湖南红太阳等已完成出货;RPD设备由捷佳伟创率先实现量产线出货,填补国产空白。涂布设备方面,上海德沪技术领先,其大面积涂布设备已验收成功。激光设备方面,众能光电、杰普特、帝尔激光、大族激光、迈为股份等均有布局。
为什么立式PVD设备对钙钛矿更重要?
钙钛矿是在玻璃上镀膜,随着玻璃尺寸增大,若采用水平式设备,大玻璃容易发生自然形变。立式设备可以自下而上镀膜,更适合大面积玻璃基底,因此被视为钙钛矿镀膜的未来技术方向,相关厂商已在进行技术储备与量产验证。
涂布设备与激光设备的竞争格局如何?
涂布设备以海外厂商为主,美、日、韩三国设备均有进口,但国内上海德沪在大面积钙钛矿涂布领域具备较强竞争力,并拥有从研发、中试到量产的系列解决方案。激光设备领域参与者众多,A股中名称带“激光”的公司多有钙钛矿相关产品,行业分为专做激光的企业与传统光伏设备厂商两大阵营,量产进展需持续跟踪各公司公告。