试问第三代光伏电池上游关键新材铯盐独角兽中矿股价何时体现?

试问第三代光伏电池上游关键新材铯盐独角兽中矿股价何时体现?

商业化时点提前到来，钙钛矿搅动光伏的下一次降本革命丨见智研究

作者： 宋垚

钙钛矿已成为近期光伏市场关注的技术焦点

近两年钙钛矿不断吸引资本的眼球，既有光伏业内企业纷纷研究布局，又有业界外大佬宁德时代的切入。作为HJT和TOPCon的下一代技术，钙钛矿拥有更高的转换效率，是大佬们争相追捧的重要原因。近期喜迎钙钛矿发展加速的消息，钙钛矿设备龙头京山轻机已实现装备突破，晟成光伏团簇型多腔式蒸镀设备迎来量产交付，为钙钛矿的商业化加速打了一剂强心针。今天见智研究带大家了解一下钙钛矿。

什么是钙钛矿？

自P型电池转换效率达到瓶颈后，N型电池开始成为市场研究的主流。目前市场主要N型电池包括HJT、TOPCon和IBC等，HJT最高转化效率目前已超26%，目前平均量产效率超24%。TOPcon量产效率也已经能达到24.6%，晶科能源最新N型TOPCon电池转化效率达25.4%。

但是就理论极限而言，晶硅电池理论极限效率为29.4%，TOPCon电池理论极限效率为28.7%，理想条件下最高效率在27.5%；HJT效率上限在28.2%-28.7%。晶硅电池29.4%的理论效率可能在十年内就会遇到瓶颈，所以未来N型电池需要叠加钙钛矿层来突破晶硅电池效率极限。HJT相对于其他N型电池而言，更适合采用叠层和钙钛矿技术，这也是市场对HJT认可的重要原因之一。

钙钛矿其实和“钙钛矿”字面意思并没有什么关联。真正的意思是指与钙钛矿（CaTiO3）晶体结构类似的“ABX3”化合物。所谓钙钛矿电池即利用一种新兴的钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料，进行光电转换的光伏器件。钙钛矿主要分为单层和叠层，新式单层钙钛电池理论效率可达31%，超过晶硅电池极限；而叠层电池包括晶硅/钙钛矿的双节叠层转换效率可达35%，钙钛矿三节层电池理论效率可达45%以上。

（上海电力大学—太阳能研究所）

钙钛矿电池优缺点有哪些？

1）优点

钙钛矿最大的优点就是效率高。因为钙钛矿材料吸光性能远强于晶硅，能量转换过程损耗低，在室内或者弱光的条件下依旧可以实现高能量转换，所以近十年的时间钙钛矿电池转换效率飞速增长，完胜铜铟镓硒等薄膜电池。

第二个优点是成本低。低成本主要体现在原材料和加工两个环节，原材料储量丰富，且电池加工过程的环境和能耗均较晶硅低。其他优点还包括由于其可以制成彩色和半透明薄膜，可以实现不同的彩色效果，因此可以应用到BIPV上，应用更多样。

2）缺点

钙钛矿最大的缺点耐用性差。由于钙钛矿属于离子晶体材料，所以比晶硅脆弱且稳定性差，有易氧化和不耐高温等缺点，寿命短和衰减率高是其一直没有进入工业化的重要原因，因为需要额外支付其他成本提高其稳定性和耐用性。

其次是涂覆技术不成熟导致制造困难。因为涂覆技术不成熟，钙钛矿层没法均匀涂抹在设备表面，对器件性能有明显负面影响，需要提升喷涂工艺。

第三，虽然实验效率高，但实际转化效率可能低。因为普遍使用TCO（透明导电氧化物）薄膜收集电流，而此类材料的一些物理性质会造成光损失，且随着面积的增大愈发明显，这导致钙钛矿组件的效率会明显低于单体电池。

最后还有因为原材料元素含铅等有毒金属物而导致不环保。

众多企业入局，钙钛矿实现产业化要多久？

此前经国际权威机构JET第三方认证，南京大学谭海仁及其科研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效率26.7%，创造了人类光伏发展的新的历史。近期钙钛矿技术发展迎来加速。

见智研究统计，目前能布局钙钛矿的主流企业（上市和非上市）已超过20家，其中上市企业布局钙钛矿的在10家左右。其中老牌光伏企业隆基、通威、东方日升等均在钙钛矿技术方面已有布局，除光伏龙头外，锂电池龙头宁德时代也涉足钙钛矿领域，并在今年业绩说明会上表示，目前钙钛矿的研究进展顺利，且已经正在搭建中试线。

（见智研究整理）

除了光伏电池公司外，钙钛矿光伏设备公司似乎目前更受关注。因为生产电池前需要设备，所以在电池实现商业化量产前先要布局产能，所以设备要先行于电池产品。目前上市公司中，国内钙钛矿设备的公司有京山轻机、捷佳伟创、迈为股份、杰普特，其中京山轻机是国内钙钛矿设备的领头羊。

近期钙钛矿陆续传来好消息，其中最重要的是钙钛矿设备龙头，京山轻机子公司晟成光伏团簇型多腔式蒸镀设备量产交付，晟成光伏钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备也已具备成熟的供货能力。

京山轻机本是做瓦楞纸包装机械的龙头，2021年其子公司晟成光伏投资10亿新建智能装备制造中心，项目用于新增高端光伏组件设备生产线以及建立制备异质结和钙钛矿叠层电池核心设备研发机构。同年5月又牵手协鑫光电推进钙钛矿叠层电池技术合作开发。一年的时间完成了钙钛矿设备的量产交付，可以说钙钛矿的进展超出了业内预期。

但见智研究认为，虽然目前钙钛矿技术进展较快，但离大规模量产预计至少要3年的时间，预计今年全球钙钛矿产能规模在1.5-2GW之间。国内协鑫光电投建的全球首条100MW量产线已在昆山完成厂房和主要硬件建设，将在今年投入量产。

整体而言，见智研究认为，光伏作为非常重视降本增效的行业，效率最高、成本低、易量产的技术路线才能在最终胜出。目前看钙钛矿与晶硅的叠层电池至少在效率层面是最优的，但是仍需要考虑成本以及投产难度等等问题，但近期钙钛矿效率和产业成绩的持续突破反应进展在加速，钙钛矿量产速度或将提前。

30年！新型钙钛矿光伏电池寿命已超越硅基电池
和讯网
2022-06-23 15:38
北京和讯在线信息咨询服务官方帐号,优质财经领域创作者
财联社上海6月23日讯（编辑 黄君芝）据报道，美国普林斯顿工程学院的研究人员近期开发出了首个具有商业可行性使用寿命的钙钛矿太阳能(000591)电池，这是新兴可再生能源技术的一个重要里程碑。该团队预计，这种设备的使用寿命可以达到30年左右，远远超过当前太阳能电池常见的20年使用期。
据称，该设备不仅非常耐用，而且还符合常见的效率标准。它是同类产品中第一个可与硅基电池相媲美的产品，硅基电池自1954年问世以来一直占据市场主导地位。
钙钛矿是一种具有特殊晶体结构的半导体，使其非常适合用于太阳能电池技术。它们可以在室温下制造，比硅耗能少得多，因此生产成本更低，更可持续。硅坚硬而不透明，而钙钛矿可以被制造得灵活而透明，将太阳能扩展到遍布美国山坡和屋顶的标志性面板之外。
但与硅不同，钙钛矿是出了名的脆弱。早期的钙钛矿太阳能电池（PSC）是在2009年到2012年间制造的，只能运行几分钟。尽管后续技术大有突破，但始终无法与硅基太阳能电池相媲美，硅基电池的使用寿命一般在15年至25年之间。
因此，此次普林斯顿大学的最新研究成果对于钙钛矿太阳能电池的商业化应用无疑有着深远的影响。该团队在近期发表在《科学》杂志上的一篇论文中揭示了他们的新设备和测试此类设备的新方法，并称创纪录的设计突出了PSC的持久潜力，特别是作为推动太阳能电池技术超越硅极限的一种方式。
多年来，该研究团队一直在进行多项设计：将不同的材料分层，以优化光吸收，同时保护最脆弱的区域免受曝光。他们在两个关键部件之间开发了一个超薄覆盖层：吸收钙钛矿层和由铜盐和其他物质制成的电荷携带层。目标是防止钙钛矿半导体在几周或几个月内烧毁。
研究人员对这些设计进行了数十次排列，改变了几何中的微小细节，改变了层数，并尝试了数十种材料组合。每个设计最终都会经受该团队专有的测试，即在加热的同时照亮设备来加速老化过程。
这个过程加速了多年定期暴露自然会发生的事情。研究人员选择了四种老化温度，并在这四种不同的数据流中测量了结果，从典型夏日的基线温度到高于水沸点的 230 华氏度的极端温度，并测量它们随着时间的推移而下降的性能。
研究人员称，这个过程加速了多年定期暴露在自然环境中会发生的事情。他们选择了四种老化温度，并在这四种不同的数据流中测量了结果，从典型夏日的基线温度到高于水沸点的230华氏度的极端温度。
最后，他们从组合数据中推断出该设备在室温下数万小时连续照明的性能。结果表明，在平均温度为95华氏度的情况下，该设备在连续照明下至少五年内可以实现80%以上的峰值效率。使用标准转换指标，这相当于在新泽西州普林斯顿等地区进行了30年的户外操作。

28.0%世界纪录效率！关键材料“铯与铷”助力全钙钛矿叠层电池首次超越单晶硅电池，创造历史！修改于06-19 12:21

这家公司掌握全球铯铷资源量80%

【引言】

经国际权威机构JET第三方认证，南京大学谭海仁及其科研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效率26.7％，创造了人类光伏发展的新的历史。同期，团队在大面积全钙钛矿叠层电池组件也取得重要进展，通过采用可产业化的制备技术，实现了认证效率21.7％的叠层电池组件，为目前大面积钙钛矿电池组件的最高转换效率。

南京大学的谭海仁教授和牛津大学的Henry J. Snaith展示了使用可扩展制造技术的高效全钙钛矿串联太阳能模块。通过系统地调整无甲基铵混合卤化物钙钛矿的含铯比，将钙钛矿组分中A位阳离子的铯含量提高到35%。改善了大面积刀片涂层薄膜的结晶均匀性。在互连的子单元之间引入导电共形“扩散势垒”，以提高所有钙钛矿串联太阳能模块的功率转换效率（PCE）和稳定性。基于串联模块的器件实现了21.7%的认证PCE，面积为20 cm2，并且在模拟的1太阳辐照下连续运行500小时后保持其初始效率的75%。

钙钛矿不是金属不是矿，是化工制品，用特殊的机器涂抹在板上，通过光来转换电子，这个钙钛矿分有机和无机，有机的不稳定，而且使用寿命不长，现在都在研究无机的。无机的添加剂中就有铯，可以稳定吸收光，使用寿命延长，

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池作为一项有前景的技术已经受到广泛关注。最近，无机阳离子，如铷（铷）和铯（Cs）已被添加到钙钛矿层中，从而使钙钛矿电池的功率转换效率（PCE）高达21.6%。无机阳离子添加剂已被证明能提高FAPbI3的稳定性。为了达到最高效率和高稳定性，研究人员已经进行了广泛的器件优化工作。

研究表明：铯的掺入可以降低钙钛矿层的缺陷密度和电荷复合率。铷的添加导致电荷载流子迁移率增加，使器件效率小幅的提高和电流-电压滞后效应的降低。通过在四阳离子钙钛矿中混合铯和铷，可以实现整合无机阳离子的优势。

铯铷介绍：

铯是一种可“上天入地”的稀有矿种，在地壳中的丰度处于中等水平。铯在自然界没有单质形态，主要以盐形式极少的分布于陆地和海洋中，全球保有矿石量稀少。铯具有独立矿物铯榴石，氧化铯的品位在5%～32%，是提取铯的主要原料；独立矿物是指形成了能够进行肉眼或显微镜下进行矿物学研究的、并且可用机械的或物理的方法分离出单矿物样品的矿物颗粒(粒径>0.001mm)

经济研究所的研究报告显示，全球可规模化开采的铯榴石资源主要集中的三大矿区为：

加拿大Tanco矿区（中矿资源）

津巴布韦Bikita矿区（中矿资源）

澳大利亚Sinclair矿区。

铷无单独工业矿物，常分散在锂云母、铯榴石和盐矿层之中。铷比锂和铯的地球丰度高，但由于不存在富铷矿物，提取难度较大。

根据美国地质调查局（USGS）的数据显示：

2020年全球伟晶岩型铯矿产资源储量为21.71万吨。

（中矿资源储量18万吨，全球铯资源占比83%）

2020年全球铷资源储量10.2万吨，

（中矿资源储量4.2万吨，全球铷资源占比41%）

资源集中度高。2021年全球没有新增铯铷资源
储量。

铯具备优异的光电性能、化学活性强，是红外技术的必须材料，是国家科技、军事、工业等领域不可缺少的重要原材料之一，也是我国八大稀有金属矿产之一（引自“自然资源部《关于政协十三届全国委员会第三次会议第3911号(经济发展类301号)提案答复的函》”）。随着新能源、新材料、新一代信息技术等战略性新兴产业的快速崛起，铯日益受到世界各国的重视，已被美国列为关键矿种、日本列为战略性矿产、加拿大列为关键矿产。基于铯铷独有的特性，我国也加强了对铯铷的应用。
2020年9月，国家发展和改革委员会等四部门联合印发了《关于扩大战略性新兴产业投资，培育壮大新增长点增长极的指导意见》，在加快新材料产业强弱项中提出了实施新材料创新发展行动计划，提升锂、铷铯等特色资源在开采、冶炼、深加工等环节的技术水平的要求。

2021年3月，十三届全国人大四次会议表决通过了《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要的决议》，再次强调了“发展壮大战略性新兴产业”，将新材料的发展作为第十四个五年规划的发展重点之一，为构建铯铷产业成为国家战略性新兴产业提供有力政策支持。铯产品运用领域广泛，主要用于精细化工、油气钻探、航空航天、光电、医疗医药、5G通信、时间频率行业、防火材料等领域。其不可替代性和卓越性能已获得相关领域高度认可和规模化使用，西方发达国家是全球铯的主要消费国，我国在铯的高端应用领域与西方发达国家仍有差距。铷产品在电子器件、催化剂、特种玻璃以及能源等高科技应用领域也具有良好的运用。随着我国科学技术的进步和对相关领域高品质需求的提升，铯、铷盐产品的应用空间将进一步打开，市场前景广阔。中矿资源是全球铯铷盐精细化工领域的龙头企业。

公司的生产的铯盐产品有：碳酸铯、氢氧化铯、硫酸铯、硝酸铯、甲酸铯、氟铝酸铯、碘化铯等，品种齐全，相关品种的产量会根据客户的需求进行调整。

甲酸铯是全球单一铯盐产品中下游需求占比最高的产品，主要应用于油气行业钻探领域。

2021年4月，国家高端智库中国石油集团经济技术研究院于发布的《国内外油气行业发展报告》指出，随着世界主要经济体碳达峰、碳中和目标的明确，将深度引发油气供需两侧的结构性变革，油气行业正加速转型升级。未来五年，全球油气市场将进入变动期，天然气仍将是需求增长最快的化石能源。随着我国“十四五”期间全面进入建设社会主义现代化国家新阶段和在“3060”碳达峰碳中和的新目标下，我国油气行业也将进入加速变革和全面推进高质量发展的新时期。“油稳气增”的特征将更加明显，预计“十四五”末，石油需求将逐步接近7.3亿～7.5亿吨峰值平台，天然气仍处于快速发展期，2025年达4200亿～5000亿立方米。甲酸铯作为油气行业中最优质的钻井液、完井液、封隔液、射孔液和填充液等，也将迎来广阔的应用空间。

中矿资源是全球甲酸铯唯一生产商和供应商

$京山轻机(SZ000821)$ 全资子公司苏州晟成光伏官微消息，经过长时间研发及实验数据验证，晟成光伏钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备现已量产，并成功应用于多个客户端。

$宁德时代(SZ300750)$ 董事长曾毓群在业绩说明会上称，公司钙钛矿光伏电池研究进展顺利，正在搭建中试线。

拓日新能（002218.SZ）5月31日在投资者互动平台表示，钙钛矿技术现为公司重点研发项目之一，相关技术专利正处于申请中

粘上光伏“钙钛矿”，京山轻机股价暴涨140%！

通威股份(600438.SH)：公司一期研发项目第一片质结电池片成功下线，转换效率达23%。

通威股份到中矿调研就是为新型钙钛矿光伏电池关键材料铯盐而来。

你好，铯铷作为光伏钙钛矿电池的关键材料，添加比例提高。近期钙钛矿太阳能电池获得重大突破，公司掌握着世界80%以上的铯铷资源，上次光伏巨头通威股份参与了公司调研，有合作的计划吗？公司有没有此领域布局合作的计划？ 

中矿资源： 您好，铯具有独特的化学特性，铯产品广泛的用于精细化工、油气钻探、航空航天、光电、医疗医药、5G通信、时间频率行业、防火材料等领域。公司愿意和众多优秀的上下游企业合作。未来，公司将继续积极储备稀有轻金属矿产资源，着力布局锂电新能源材料和铯铷等新兴材料产业，完善上下游产业链。感谢您的关注。 （来自 深交所互动易） 答复时间 2022-06-22 19:47。

九阳天对钙钛矿电池对铯的需求初步估计：

钙钛矿电池涂覆层厚度大约300NM.双层技术大约为500NM纳米。铯盐配方比35%左右吧。

单晶光伏市场：目前大约硅料为50万吨左右。未来预计100万吨。

取代市场规模:最乐观估计3年后按照50万吨替代。

目前材料比：替代一公斤硅料，需要2到3克钙钛矿原料。

整体市场规模新增需求大约1000到1500吨碳酸铯。

公司是钙钛矿等新一代高效低成本光伏电池制备及产业化生产技术关键材料铯盐上游资源绝对龙头。

此技术一旦大规模商用对光伏发展是质的飞跃有重大意义，第三代太阳能电池～钙钛矿电池必然取代目前的第二代多晶硅电池组件。铯为何会成为“天选之子”让电池快速稳定成型？谭海仁介绍：“铯是无机离子，不易挥发，会提高器件的热稳定性，还能减小晶格应变，提升器件的光稳定性，也能降低结晶势垒，加快器件成核速率。”铯盐在光伏发电中的重要地位还没有被市场形成共认,得有个过程,这个垄断性的资源一定会在未来光伏发电中,成为亮丽的新星，未来铯盐龙头中矿也会爆发式增长，这才叫未来发展空间巨大。

估值：目前价81.13元对应今年保守业绩6元即13.5倍pe，对应明年保守业绩12元即6.76倍pe，对应后年保守业绩30元即2.7倍pe，已处于极度低估。

最差二季度业绩即将过去，从三季度开始未来三年每季业绩随着锂矿自给率不断提升都会逐季环比增长，价投者将分享这个长期成长红利加复利，获利将非常丰厚。

结论：中矿拥有新能源车与光伏二个最景气赛道的上游资源细分双龙头。试问，粘上光伏“钙钛矿”的京山轻机股价已暴涨了140%！那么新型钙钛矿光伏电池上游关键新材铯铷盐独角兽中矿股价何时体现？我们试目以待！

再次声明：持有中矿资源这样百年难遇的好股票，对其它5000只股票自然毫无兴趣了。