新型太阳能电池的下一场盛宴,可能与现在的公司无关

钙钛矿电池尚处于一片蓝海,是一片尚待开采的金矿,但是哪家公司能主导未来的技术路线,依然有极大的不确定性。

文|阿尔法工场

京山轻机(000821.SZ),属于光伏组件设备第二梯队,平时鲜少有人关注,却在近期备受市场瞩目。

6月16日和17日,京山轻机股价收获“两连板”。震荡调整后,京山轻机又走出了5连板行情。

不到两个月,京山轻机的股价涨幅已超过2倍。

京山轻机股价走势,来源:同花顺iFind

股价大幅上涨后,市盈率(TTM)接近128倍,估值不低。

一般而言,业绩是股价大幅上涨的有力支撑。但京山轻机一季度业绩不容乐观。

营收虽有小幅增长,归属母公司股东的净利润却下滑47.94%,仅3304.82万。从以往报表看,其盈利能力也不算有亮点。

京山轻机报表,来源:同花顺iFind

二级市场对新能源的狂热,很大程度上源于对行业的极度看好。

公司未来增长点,如能和行业景气度相结合,便落在了资本市场的关注视线里。

京山轻机股价大涨背后,被市场看好的,其实是主光伏技术未来的“新希望”——钙钛矿。

01 渐进式改良与颠覆性创新

光伏的主产业链,一般包括上游硅料、中游硅片、电池片、下游组件等环节。

就电池技术而言,现阶段P型电池, PERC/PERC+是主流技术路线。而N型电池中的TOPCON与HJT,被公认为下一代电池技术方向。这些都属于晶硅电池技术。

下一代电池跑道上的,还有另一个分支——钙钛矿。

这项技术并非最新发明,甚至已有180年历史。

1938年,德国矿物学家古斯塔夫·罗斯(Gustav Rose)在俄罗斯乌拉尔山发现了天然矿物钛酸钙(CaTiO3)晶体。为纪念地质学家Lev Perovski,他将其命名为Perovskite(钙钛矿)。

无论何种电池,光电转化效率是核心指标之一。光电转化效率是衡量电池将光能转化为电能的能力。

为了转换效率的提升,各大厂家进行研发“军备赛”,以月为单位迭代升级。即便只是提升千分之几的效率,也被业界视为技术突破。

转换效率比较,来源:北极星太阳能光伏网

最重要的理由,在于光电转化效率提升,带来了肉眼可见的成本下降效果。

根据CPIA数据,光电转化效率每提升1%,对应度电成本下降5%-7%,考虑到装机规模动辄GW、MW,带来的成本优势无疑是巨大的。

晶硅电池理论极限效率为29.43%,普通单晶硅电池理想条件下最高效率为24.5%;TOPCon电池理想条件下最高效率为27.5%;HJT电池效率上限为28.2%-28.7%。晶硅技术,作为渐进式改良,已经面临天花板。

2022年7月7日,洛桑联邦理工学院(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)共同创造了钙钛矿-硅叠层光伏电池新的世界纪录,转化效率达到31.3%。

钙钛矿双结叠层,理论转换效率为43%,三叠层电池理论效率可达50%以上,可以说是颠覆性创新。

钙钛矿技术从实验室走向产业化的道路,渐行渐近。

02 降本优势

钙钛矿技术的颠覆性的创新,不仅仅体现在转化效率上。

除了光电转化效率提升,钙钛矿还有第二个“巨型”优点——生产时间短,生产效率高。

晶硅电池的硅料、硅片、电池、组件四大环节,需要四个以上不同工厂协作生产,即便所有环节无缝对接,一片组件完工至少也得三天。

据协鑫集团旗下协鑫纳米的工作进展,100MW级别的钙钛矿单一工厂,从玻璃、胶膜、靶材、化工原料投入到组件成型,总共只需45分钟。

相比之下,云泥立判。

钙钛矿的第三大优点是资本开支低。

钙钛矿电池结构简单,制造工艺流程短。这使得材料成本低,生产能耗也低。

以1GW产能投资对比,晶硅电池从硅料到组件环节,需要大约9亿到10亿元。而钙钛矿在技术成熟后,投资约为5亿元左右,仅为晶硅电池的50%。

最后一个显著的优势是原材料。

晶硅电池上游原材料使用多晶硅,也就是常说的硅料。近两年,硅料价格大幅飙升。

多家企业通过签署长协订单来缓解压力。新特能源(1799.HK)与双良节能(600481.SH)“缔结”584.7亿元的“八年之约”,成交均价28.96万元/吨(含税)。

通威股份(600438.SH)与美科硅能源、双良硅材料签订的长单协议,已逾千亿。

近期,硅料供应仍旧紧张,价格破30万/吨,甚至无量可签。

钙钛矿的出现,无疑将缓解硅料供不应求的局面。

晶硅组件中的硅片,厚度通常为180微米。纯度需要达到99.9999%,这一过程需要反复提纯,消耗大量资源。

钙钛矿电池原料用量少,厚度大概是0.3微米,也谈不上稀缺性。纯度要求远低于晶硅电池,达到95%即可使用。单瓦能耗只有晶硅的1/10。

每块晶硅材料组件消耗1kg硅材料,但同样大小的钙钛矿组件仅消耗2g钙钛矿材料。

从综合成本上来看,钙钛矿单瓦仅需0.5元,在组件成本中仅占5%,是晶硅电池极限成本的50%。

此外,钙钛矿与未来的HJT/TOPCON技术兼容,钙钛矿-硅异质结叠层电池具备高效率、低成本优势,理论极限效率有望达43%以上,三叠层电池理论效率可达50%以上。

综上,钙钛矿电池不仅转换效率有质的提升,成本优势也远超晶硅电池,还可以纾解对于硅料的依赖。

钙钛矿电池良好的兼容性,再结合其他电池技术,可使效率大幅提升,具备有吸引力的的商用前景。

如今,钙钛矿电池尚处于一片蓝海,是一片尚待开采的金矿。

03 高景气赛道“卖铲人”

对于制造业而言,设备端作为“卖铲人”,往往是产业中“旱涝保收”的环节。毕竟,产品落地需要设备先行。

作为实现碳中和最重要的技术手段,光伏产业是拉动经济增长的新引擎,关乎能源安全的重要产业。

根据浙商证券预测,未来10年,钙钛矿太阳能电池渗透率将增长至30%。2030年钙钛矿太阳能电池设备市场空间约805亿元。

相比晶硅类太阳能电池制备,钙钛矿太阳能电池生产设备有了大幅简化,主要设备仅包括钙钛矿印刷设备和真空镀膜设备。

镀膜设备自PERC电池技术开始,便是光伏设备中技术壁垒最高、工艺难度最大,投资金额最高的环节。

京山轻机在钙钛矿镀膜设备这一领域,走到了众多供应商前面。

京山轻机的子公司,联合进行技术开发,合作建设的第一个100MW钙钛矿电池及组件生产线,将由晟成光伏进行设备制造。

目前,光伏钙钛矿电池簇型多腔式蒸镀设备量产交付,团簇晟成光伏和协鑫光电型多腔式蒸镀设备已具备成熟的供货能力。设备尺寸兼容性好,材料利用率高,性能稳定、膜层均匀,生产效率也高。

晟成光伏团簇型多腔式蒸镀设备,来源:晟成光伏官网

虽然距离大规模上量仍需时间,但是晟成光伏仅用一年多便实现了量产交付,进展超出业内预期,也使京山轻机有望获得先行者优势。

但钙钛矿的技术问题不是没有。

首先,钙钛矿电池的制备工艺路线众多,从原材料到设备,尚无主导技术路线出现。规模化为时尚早,距离商业化则还有很长一段路。

其次,钙钛矿电池寿命短、稳定性差、易衰减等问题,也同样影响技术推广。

另外,技术指标、效率纪录、检测认证等,仍需通过更多应用场景研究,以检验钙钛矿技术的商业化前景价值。

04 弹性更高

材料是基础科学,新材料的发现、迭代和商业化进程,并非一朝一夕。

以技术推动的产业变革,景气度往往取决于技术发展。钙钛矿技术发展趋势、制备工艺演进,乃至瓶颈问题是否得到解决,是需要投资者重点关注的指标。

目前京山轻机股价大涨,也是行业景气度使然。水多浪高,势能巨大,行业个中翘楚,都有机会参与这一场盛宴。

另外,除了钙钛矿电池设备取得突破外,京山轻机市值偏小,也可能是暴涨原因之一。往往这类企业在风口上的股价弹性更高。

因此,景气度回落之际,投资者须格外留意投资风险。

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