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發布時間：2024-01-29 來源：元祿光電
鈣鈦礦電池所需的材料包括封裝材料和電極材料，其中TCO玻璃是核心的封裝材料。從成本構成來看，玻璃及其他封裝材料占比較高，占比34%，其次是電極材料（靶材），占比約30.9%。
3.1 材料體系尚未定型，不同膜層均有多種選擇
目前，鈣鈦礦材料體系尚未定型，不同膜層均有多種選擇。
封裝材料中，產業上常用的TCO導電玻璃分為ITO、FTO和AZO玻璃三類，FTO的導電性能與ITO相比稍顯遜色，但具有成本低、膜層硬、光學性能適宜等優點，目前是應用于光伏玻璃領域的主流產品。AZO的光電性能與ITO相近，且AZO原材料簡單易得，生產成本低，在未來產業化的進程中具備重大潛力。
在電子傳輸層，二氧化鈦(TiO2)是較早且應用廣泛的電子傳輸層材料，主要得益于二氧化鈦與鈣鈦礦的能級較為匹配，能夠有效實現電子傳輸并阻擋空穴，而且價格較為便宜，但 TiO2 制備過程中往往需要進行 500℃以上的高溫燒結以提升傳輸性能，這一過程制約了 TiO2在柔性襯底上的應用和其產業化的進程。SnO2電導率和載流子遷移率較高，且制備溫度較低，是較為理想的電子傳輸層材料。因此目前SnO2被產業界廣泛研究，以期在產業化進程中實現對TiO2的替代。
鈣鈦礦吸光層采用的材料一般為有機-無機混合鈣鈦礦化合物前驅液，目前主流工藝多采用MAPbI3等。鈣鈦礦電池的原材料儲備非常豐富，且配制前驅體溶液不含復雜工藝，對試劑純度要求不高。
空穴傳輸層（HTL）材料可分為有機材料和無機材料兩大類。產業端多采用無機材料來代替有機材料，以提升電池壽命、降低生產成本。常用的無機空穴材料包括Cu2O、CuI、CuSCN、NiOx等。無機空穴傳輸層還具有穩定性好、空穴遷移率高、光學帶隙寬等優勢，但目前HTL采用無機材料時，鈣鈦礦電池的效率表現不及使用有機空穴傳輸材料。
此外，產業端多采用銅、銀等金屬電極，或金屬氧化物等作為電極層材料，碳電極也在嘗試中。
據東吳證券測算，若2030年鈣鈦礦組件產量為95GW，對應鈣鈦礦材料市場空間28億元，玻璃市場空間259億元（FTO玻璃182億元，背板玻璃77億元），封裝材料市場空間98億元（POE膠膜及丁基膠各49億元），靶材市場空間105億元，玻璃及靶材因單位成本占比較高，價值量空間較大。
3.2 TCO玻璃是核心材料
TCO玻璃即透明導電氧化物鍍膜玻璃，通過在平板玻璃表面鍍上一層透明的導電氧化薄膜，使得玻璃具有透光和導電的作用，從而能夠有效地收集光生載流子，而不能引入不必要的串聯電阻，其膜材料主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其復合多元氧化物薄膜材料。
由于薄膜電池組件中間半導體層幾乎沒有橫向導電性能，因此無論是薄膜電池組件還是鈣鈦礦電池組件，TCO導電玻璃都是必不可少的材料。目前國內TCO玻璃售價（不含稅）約為60元/平米，業內人士指出，隨著規模化生產以及技術提升，未來有望下降至40元/平米。以此測算，TCO玻璃的全球市場空間約為100億元，國內市場空間約為57億元。
目前全球TCO玻璃的供應主要集中在板硝子、旭硝子等國外企業。金晶科技已于今年建成國內一條TCO玻璃產線，另外洛陽玻璃、旗濱、南玻等企業前期均在TCO玻璃工藝、技術上有布局。
據悉，TCO玻璃的原片是超白浮法玻璃，目前具備超白浮法玻璃原片產能的企業僅10家，主要集中在南玻、金晶、旗濱、信義等頭部企業，總產能約13850 T/D，由于TCO玻璃原片-超白浮法玻璃產能已嚴禁新增，因此沒有原片產能儲備的企業將更難參與TCO玻璃市場。
金晶科技（600586.SH）是目前國內唯一能夠量產TCO玻璃的企業，公司現有兩條年產1500萬平米的TCO玻璃產線，擁有自主知識產權，另有兩條原片產線儲備，同時公司在馬來西亞建設的1條TCO玻璃產線也有望于今年投產，預計總產能或超過6000萬平米。
金晶TCO玻璃產品性能得到國內外客戶的認可，已實現向國際薄膜電池巨頭First Solar供貨。國內方面，公司于2022年10月與國內鈣鈦礦電池研發生產企業纖納光電簽訂《戰略合作協議》，根據合作協議，公司需根據纖納光電未來的鈣鈦礦擴產規劃，投資建設相應的TCO玻璃產線，以滿足纖納光電的生產需求。纖納光電未來若每增加1GW 的鈣鈦礦電池產能規劃，公司需配套不低于500萬平米/年TCO玻璃產能。國海證券預計2022-2024年公司TCO玻璃營業收入7.95億、10.60億、27.00億元，毛利率36.72%、39.15%、41.11%。
此外，旗濱集團（601636.SH）早期與著名鍍膜技術供應商美國阿克瑪公司、英國浮法玻璃咨詢公司（FGC公司）進行了TCO技術轉讓和合作，公司于2010年12月合2012年5月相繼點火了兩條TCO玻璃生產線，產能分別為600T/D和800T/D，后因公司戰略轉變而未實際生產TCO玻璃。公司目前仍有原片產能儲備，后續若薄膜組件需求放量，公司有重新進入TCO玻璃市場的可能。
