愈行愈近，特斯拉第三篇章科技宏图将揭晓！
3月1日，特斯拉将在特斯拉投资者日推出秘密宏图计划的第三篇章（MasterPlanPart3），并称这将是一条通向“地球如何走向完全可再生能源”之路，前路一片光明。
过往篇章中，第一篇章基本全部实现，第二篇章中在自动驾驶方面规划尚未实现。
第三篇章的主题有迹可循，早在22年3月，马斯克曾在推特上回应：特斯拉宏图第三篇章的重点是扩大规模到极致、摆脱化石能源和AI。从近期官方消息和产业链动向看，市场猜测主要会聚焦光伏方面。
今天我们一起提前了解下光伏电池行业现状、未来发展方向以及核心上市公司。
1、双碳背景下，光伏快速发展，高效光伏电池技术迭代
近些年，全球温室效应日益严重，极端天气不断出现，国际已经达成共识：减少碳排放、实现碳中和。在此大背景下，我国加大降低碳排放的政策，22年6月，《“十四五”可再生能源发展规划》发布，提到重点发展可再生能源。
可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能等，在自然界中可以循环再生，是取之不尽、用之不竭的能源。
光伏发电是利用太阳能电池材料的光生伏特效应（光伏效应），将光能转变为电能的一种发电形式，而光伏发电已经成为国内外重要的可再生能源发电方式。
光伏产业可分别为硅料、硅片、电池、组件和光伏系统等环节，产业上游是硅料与硅片环节；产业中游是电池片与光伏组件；产业下游是发电系统。
光伏电池片是决定组件效率和成本的核心部件，对降低光伏发电成本起到关键作用，未来技术发展主要有两个方向：一是提升太阳光吸收率；二是促使光能尽可能多地转化为电能。
按照发展历程来分，光伏电池主要分为三代：第一代晶硅电池、第二代薄膜电池、第三代新型电池。
资料来源：国盛证券研究所资料来源：国盛证券研究所
①第一代晶硅电池，包括单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。
按照衬底材料不同分为P型电池和N型电池，P型电池是以P型硅片为衬底的电池片，N型电池是以N型硅片为衬底的电池片。其中TOPCon、HJT电池、IBC电池属于N型电池。优点是电池器件稳定性好，但是成本高，光电转换效率一般。N型电池比P型电池转换效率更高。
②第二代薄膜电池，主要包括碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）、铜铟镓硒（CIGS）电池。优点是制作工艺简单，器件稳定性好，但缺点是不够环保，会污染环境。
③第三代新型电池，比如投资者熟知的钙钛矿电池，又分为单结钙钛矿和多结叠层钙钛矿。优点原材料储量丰富，转化效率高，制作工艺简单，缺点是稳定性较差。
2、TOPCon电池―隧穿氧化层钝化接触太阳能电池
TOPCon电池，也叫作隧穿氧化层钝化接触太阳能电池，采用了高质量的超薄氧化硅和重掺杂多晶硅的叠层结构，对全背表面实现了高效钝化，同时载流子选择性地被收集。优点是制备工艺简单，无光致衰减问题，可以与传统高温烧结技术相兼容。
根据掺杂多晶硅层沉积方法的不同，TOPCon技术路线主要分为LP路线、PE路线和PVD路线三类，主流的LP路线和PE路线选择的厂商分别占比47%和46%，市场认可度较高，而PVD路线受成本困扰当前占比仅7%。
2023年从降本增效来实现市场化的角度考虑，TOPCon占据明显优势，2023年扩产保持高速增长。
目前主要电池厂商包括晶科科技、中来股份、隆基绿能、国电投、钧达股份、通威股份、晶澳科技等；设备端主要包括捷佳伟创、金辰股份、京山轻机、拉普拉斯等。
3、IBC电池―交指式背接触电池
IBC电池也叫交指式背接触电池，将p+掺杂区域和n+掺杂区域均放置在电池背面（非受光面），ibc电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加电池的短路电流，使电池的能量转化效率得到提高。
IBC电池的结构一般以n型硅作为基底，前表面是n+的前表面场区FSF，背表面为叉指状排列的p+发射极和n+背场BSF。前后表面均采用SiO2/SiNx叠层膜作为钝化层。正面无金属接触，背面的正负电极接触区域也呈叉指状排列。
IBC电池的优点是电池正面无栅线遮挡，可实现入射光子的最大利用率，还能够降低串联电阻，提高填充因子FF，外形美观，适用于光伏建筑一体化。缺点是工艺过程复杂，对基体材料要求过高。
目前，隆基绿能、爱旭股份、普乐、天合光能、中来股份、晶澳科技、海润光伏等均有相关技术储备。
4、HJT电池―异质结电池
HJT电池也叫作异质结电池，HJT电池是一种利用晶体硅基板和非晶体硅薄膜制成的混合型太阳能电池。非晶硅层作为缓冲层插入P-N结之间，实现更好的钝化效果，大幅减少载流子的复合，提高少子寿命和开路电压。
HJT电池的结构由n型单晶衬底、光照侧p-i型氢化非晶硅层(膜厚5～10nm)、背面侧i-n型氢化非晶硅层(膜厚5～10nm)以及两侧透明电极和集电极构成具有对称结构，是一种双面电池。
资料来源：华西证券研究所
HJT电池制备流程更为简洁，但工艺难度较高，HJT电池要求的表面钝化水平越高，工艺控制的严格程度就越高。
目前市场上宣布的HJT电池产能已经超过120GW，但由于降本预期的不明确和盈利能力的限制，大部分HJT扩产计划没有明确的达产时间节点。
主要电池厂包括爱旭股份、通威股份、东方日升、阿特斯、晶澳科技、晋能、金刚玻璃、REC、梅耶博格等；设备厂商主要包括迈为股份、捷佳伟创、金辰股份、京山轻机等。
5、钙钛矿电池―第三代电池
钙钛矿电池，是第三代电池，被称为“光伏明星电池”。工作原理与晶硅电池类似，也是光生伏特效应。
钙钛矿电池在吸收光子后可以产生空穴-电子对，并在室温下解离。解离的电子迁移至电子传输层（ETL），空穴迁移至空穴传输层（HTM），电子和空穴分别经电池两侧的透明导电电极（FTO）和金属电极手机，并产生电流。
资料来源：国盛证券研究所资料来源：国盛证券研究所
相较于晶硅和薄膜电池，钙钛矿电池优势较多，能更有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，转换效率高，投资性价比高，发电性能优异。
钙钛矿电池结构包括TCO导电玻璃、电子传输层（ETL）、钙钛矿活性层、空穴传输层（HTL）和金属电极。
相较于晶硅和薄膜电池，钙钛矿电池优势较多，能更有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，转换效率高，投资性价比高，发电性能优异。
钙钛矿电池结构包括TCO导电玻璃、电子传输层（ETL）、钙钛矿活性层、空穴传输层（HTL）和金属电极。
钙钛矿尚处起步阶段，众多企业持续关注和布局。天合光能、协鑫光电、东方日升、晶科能源、拓日新能、杭萧钢构、万润股份等厂商正储备相关技术。设备厂商如捷佳伟创、迈为股份、京山轻机、杰普特等已有相关设备布局。
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