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位離子的半徑 總是比 B 位離子半徑大。鈣鈦礦型立方體結構穩定與否是由各離子之間的距離決定。 作為鈣鈦礦電池的核心，鈣鈦礦材料具有眾多優異的性質，如吸光系數高、載流子遷 移率高、缺陷容忍度較高等。這些性質相應的使得其電池具有一系列優點，如制備簡單、 成本低廉、可實現超輕超薄等。此外，通過對其化學成分進行調整優化，從而可以制備不 同特點的鈣鈦礦材料面向不同應用場景，如半透明太陽能電池、彩色光伏玻璃等。材料的 禁帶寬度可以通過改變組成物質的種類及比例來調控，能覆蓋的光譜吸收范圍寬至紅外波 段，同時具備載流子擴散距離長和遷移率高的優點。需要指明的是，鈣鈦礦材料的光電性 質使其不僅可以用于制備光伏電池，也可以用于發光二極管（LED）、光探測器、晶體管、 催化劑等各類應用中。 1.2、鈣鈦礦電池結構 隨著鈣鈦礦光伏研究的不斷深入，逐漸涌現出多種技術路線。按照吸光層數量，可將 其劃分為單結和多結（疊層）電池；按照吸光層的放置形式，可將其劃分為介孔型 （mesoporous）和平面型（planar）；按照電荷傳輸層的排列，可將其劃分為正式（n-i-p） 和反式（p-i-n）結構電池。 此外，體異質結、梯度異質結等新型器件結構也逐漸被研發。 單結電池是最簡單、最普遍的鈣鈦礦電池形式。通常一個單結電池結構中包括五個部 分：鈣鈦礦吸光層：用于吸收入射光，產生空穴和電子兩種載流子，從而實現將光能 轉化為電能。空穴傳輸層（HTL）：將生成的空穴抽取并傳輸至陽極，并阻擋電子通過。 電子傳輸層（ETL）：將生成的電子抽取并傳輸至陰極，并阻擋空穴通過。 透明導電氧化物電極（TCO）：通常為光入射面，并與外電路相連。 金屬電極：通常為光反射面，并與外電路相連。 從各種關鍵材料的能級圖中可以看出，鈣鈦礦材料 MAPbI3 受到入射光照射后，將吸 收能量大于其禁帶寬度的光子，并產生光生載流子，光生載流子分離為空穴和電子并分別 注入電荷傳輸材料中。其中空穴從鈣鈦礦材料進入空穴傳輸材料 Spiro-OMeTAD，電子從 鈣鈦礦材料進入電子傳輸材料 TiO2，最后分別通過金屬電極 Au 和透明導電基底 ITO 傳輸 至外電路。 1.2.1、nip與pin型鈣鈦礦電池 鈣鈦礦太陽能電池的組成按照功能分層一般可分為五層：陽極層、空穴傳輸層、光吸 收層、電子傳輸層以及陰極層。根據需要還可以再加上電子修飾層和空穴修飾層。根據五 個基本功能層的順序可分為 nip 型結構和 pin 型結構。nip 型結構各層由下至上分別為：陰 極層、電子傳輸層、光吸收層、空穴傳輸層、陽極層。pin 型結構各層分布不同的是電子傳 輸層和空穴傳輸層，即為：陽極層、空穴傳輸層、光吸收層、電子傳輸層、陰極層。各層 起到不同的作用，共同構成完整電池。 以 pin 型為例： 陽極層一般是 ITO 導電玻璃，FTO 導電玻璃等，起收集空穴，構成電池陽極的作用 。 空穴傳輸層通常是 PEDOT:PSS 等材料，該層與電池的光吸收層的界面處的接觸形成歐 姆接觸，能夠高效地傳輸由活性層產生的自由空穴，且需要有效地阻擋住界面處自由電子 的通過，進而避免電子與空穴的復合。 光吸收層，即鈣鈦礦電池的活性層，由鈣鈦礦材料組成，該層是整個電池結構的核心 位置，其成膜質量好壞直接決定了器件性能優劣。 電子傳輸層通常是 PCBM 或 C60 等材料，該層需要高效的傳輸光吸收層產生的自由 電子，有效的阻擋自由空穴的通過，且與活性層的界面處形成歐姆接觸。 陰極層，一般是鋁、銀和銅等金屬材料。 鈣鈦礦單結電池主要分為 n-i-p 和 p-i-n 型兩種結構路線。 兩者區別在于載流子傳輸 層 ETL/HTL 相對于鈣鈦礦吸光層的位置。由于需要與鈣鈦礦材料以及 TCO 能級匹配的要 求，在兩種結構中可用作 ETL/HTL 材料的選擇均較有限。 鈣鈦礦電池脫胎于染料敏化 n-i-p 結構電池，因而研究較早且更加深入，目前鈣鈦礦 電池最高效率（25.7%）即采用該種結構。對于 n-i-p 結構電池，ETL 常使用氧化鈦。 由于 氧化鈦制備過程涉及數百度高溫加熱，近年來氧化錫被視為替代氧化鈦的最佳選擇。得益 于優異的空穴傳輸能力，spiro-OMeTAD 通常被視為高效率 n-i-p 電池中 HTL 的“唯一” 選擇。但其較差的穩定性及較高的制備成本使得學界不斷探索新的 HTL 材料。 相比而言，p-i-n 結構電池發展要略晚一些，因此其效率略低于 n-i-p 結構電池。但最 近幾年發展十分迅速。該結構擺脫了對 spiro-OMeTAD 的依賴，擁有 PTAA、氧化鎳、 polyTPD、自組裝小分子等多種高效 HTL 的選擇，目前 p-i-n 電池已經成為新的研究熱點。 1.2.2、介孔型與平面型 早期鈣鈦礦材料被用在染料敏化電池的吸光層中作敏化劑，即為介孔型鈣鈦礦單結電 池。隨后將介孔材料替換為薄膜材料后，演化為平面型電池結構。介孔型鈣鈦礦太陽能電 池發展最早、效率最高、材料和工藝最成熟，也是目前普遍研究的一類鈣鈦礦太陽能電池。 介孔結構的鈣鈦礦太陽電池為：FTO 導電玻璃、TiO2 致密層、TiO2 介孔層（多孔 TiO2 支架層）、鈣鈦礦層、HTM 層、金屬電極。 透明導電基底是其他材料的載體，同時還是光線透過的窗口，并負責將收集到的光電 子傳送至外電路，透明導電基底一般采用氧化銦錫導電玻璃（ITO）或氟摻雜的氧化錫導電 玻璃（FTO）。 電子傳輸層由致密 TiO2 和介孔 TiO2 兩層材料組成，致密 TiO2 直接制作在透明導電 基底上，阻止導電基底與鈣鈦礦材料的直接接觸，避免空穴向導電基底傳輸；介孔 TiO2 既 起到支撐框架作用，輔助鈣鈦礦生長，形成多孔 TiO2/鈣鈦礦混合層，又起到關鍵的傳輸 電子的作用。常用的致密層制備方法有旋涂法、噴霧熱解、ALD 法、磁控濺射法等，其中 以噴霧熱解法和旋涂法最為常用。前者的工藝相對較為穩定，重現性較好。后者由于使用 成本更低，操作簡單，因此成為制作致密層的主流方法。 鈣鈦礦吸光層則是鈣鈦礦太陽能電池中吸收太陽光、產生光電子的活性材料，目前成 熟的鈣鈦礦材料是碘化鉛甲胺（MAPbI3）。空穴傳輸層的作用是提取和傳輸光生空穴，常 用 Spiro-OMeTAD。金屬電極的作用是傳輸電荷并連接外電路，一般通過在空穴傳輸層外 面蒸鍍一層金而獲得。 1.3、鈣鈦礦電池發電原理 鈣鈦礦太陽能電池是一種將光能轉化為電能的裝置，其本質是半導體二極管，發電原 理也正是基于 PN 結的光生伏特現象，PN 結是由一個 N 型摻雜區（N 為 Negative 的字頭， 這類半導體由于含有較高濃度的電子，帶負電而得此名）和一個 P 型摻雜區（P 為 Positive 的字頭，這類半導體由于含有較高濃度的“空穴”，相當于正電荷，帶正電而得此名）緊 密接觸所構成的，其接觸界面稱為異質結界面（PN 結）。當太陽光照射在半導體 PN 結上 時，會激發形成空穴-電子對（激子）。由光照產生的激子首先被分離成為電子和空穴，然 后分別向陰極和陽極輸運。帶負電的自由電子經過電子傳輸層進入玻璃基底，接著經外電 路到達金屬電極。帶正電的空穴則擴散到空穴傳輸層，最終也到達金屬電極。在此處，空 穴與電子復合，電流形成一個回路，完成電能的運輸。 鈣鈦礦器件的工作機制總體可以被劃分為五個過程： （1）光子吸收過程：受到太陽光輻射時，電池的鈣鈦礦層吸收光子產生受庫侖力作用 束縛的電子-空穴對，由于鈣鈦礦材激子束縛能的差異，這些載流子或者成為自由載流子， 或者形成激子。（2）激子擴散過程：激子產生后不會停留在原處，會在整個晶體內運動。激子的擴散 長度足夠長，激子在運動過程發生復合的幾率較小，大概率可以擴散到界面處。而且，因 為鈣鈦礦材料往往具有較低的載流子復合幾率和較高的載流子遷移率，所以載流子的擴散 距離和壽命較長。 （3）激子解離過程：鈣鈦礦材料的激子結合能小，在鈣鈦礦光吸收層與傳輸層的界面 處，激子在內建電場的作用下容易發生解離，其中電子躍遷到激發態，進入 LUMO 能級， 解除束縛的空穴留在 HOMO 能級，進而成為自由載流子。 （4）載流子傳輸過程：激子解離后形成的自由載流子，其中自由電子通過電子傳輸層 向陰極傳輸，自由空穴通過空穴傳輸層向陽極傳輸。 （5）電荷收集過程：自由電子通過電子傳輸層后被陰極層收集，自由空穴通過空穴傳 輸層后被陽極層收集，兩極形成電勢差。電池與外加負載構成閉合回路，回路中形成電流。 1.4、鈣鈦礦光伏電池轉換效率突飛猛進 光伏發電成本依賴于太陽能電池的光電轉換效率。有研究顯示，轉換效率每提升 1%， 發電成本可降低 7%，但目前晶硅太陽能電池光電轉換效率遭遇發展瓶頸，因此，研發制備 更低成本、更高效率的太陽能電池是實現光伏發電平價上網的關鍵，也將為實現“雙碳” 目標提供重要科技支撐。 第一片鈣鈦礦光伏電池于2009 年由日本科學家Miyasaka制備，其光電轉換效率（PCE） 僅有 3.8%，遠遠低于同時期已經實現商業化應用的硅光伏電池。2012 年，韓國的 Park 和 英國牛津的 Snaith 分別對電池結構進行了調整優化，使得鈣鈦礦電池效率突破了 10%大關， 吸引了全球學術界的關注。隨后鈣鈦礦材料優異的性質被充分研究挖掘，電池效率也快速 攀升至 25.7%，在短短十余年內幾乎追趕上晶硅光伏電池過去四十余年的的最佳效率 26.7%，使其具備了未來挑戰晶硅光伏電池主導地位的實力。 從理論上講，目前單層鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率最高為 33%，雙層結構可以 高達 45%。22 年 6 月，南京大學現代工程與應用科學學院和英國牛津大學學者，運用涂布 印刷、真空沉積等技術，在國際上首次實現了大面積全鈣鈦礦疊層光伏組件的制備，開辟 了大面積鈣礦疊層電池的量產化、商業化的全新路徑。經國際權威第三方測試機構認證，該組件穩定的光電轉換效率高達 21.7%，是目前已知的鈣欽礦光伏組件的世界最高效率。 1.5、疊層鈣鈦礦——光電轉換效率天花板 當前產業化晶硅單結太陽能電池的光電轉換效率已經達到 23~25%，實驗室最高效率 也已達到~27%，十分接近單結理論最大效率~31%，進一步提升單結晶硅電池效率的空間 極為有限。通過使用多層吸光層來構建疊層結構的光伏電池，可以更加充分的利用入射的 太陽光，擁有更高的理論效率天花板。如下圖所示，在理想情況下，兩結疊層電池的理論 效率大幅提升至~45%，更多吸光層可以繼續增加理論效率，但邊際效益顯著下降，因而從 性能和經濟性考慮，兩結疊層電池是未來產業化的主要方向。 疊層電池中，通常包含一個寬帶隙吸光層（1.6-2.0 eV，用于吸收藍光范圍）和一個窄 帶隙吸光層（0.9-1.4 eV，用于吸收紅光范圍）。前述提到，鈣鈦礦由于其化學組分可以調 整（晶硅、砷化鎵等半導體不具備此性質），因而較為容易控制其帶隙和吸光范圍，非常 適合用于制備疊層電池。當前基于鈣鈦礦的疊層電池主要有兩種技術路線：鈣鈦礦/晶硅疊 層和全鈣鈦礦疊層電池。此外還有鈣鈦礦/有機疊層電池、鈣鈦礦/CIGS 疊層電池等正在探 索的方案。 1.5.1、鈣鈦礦/晶硅疊層電池 由于晶硅具有窄帶隙的特點，其吸收短波長光子時會產生較大的能量損失，限制了其 最高轉換效率，通過將其與對應的寬帶隙吸光材料（1.6-1.7eV）結合構建疊層電池可有效 實現效率提升，目前鈣鈦礦/晶硅疊層電池的實驗室內最高效率已達到 31.3%，并有望在未 來繼續提升至 35%以上。 目前晶硅光伏有三大主流技術路線：PERC、TOPCon、HIT。盡管目前 PERC 仍占有 較大的市場份額，但按照各廠商新增產線產能來看，未來 3-5 年內，TOPCon 和 HIT 將迅 速投產放量，有望在 2030 年前實現三足鼎立之勢。因此當前鈣鈦礦/晶硅疊層技術研發主 要為鈣鈦礦/HIT 和鈣鈦礦/TOPCon 兩種路線。 鈣鈦礦太陽能電池的帶隙可調、轉換效率高且制備成本低廉等特點，使其適合用于構 筑高效率、低成本的串聯疊層太陽能電池。構筑串聯疊層器件是提升電池效率的重要途徑， 其中寬帶隙頂電池吸收短波長的太陽光，窄帶隙底電池吸收未被寬帶隙頂電池利用的長波 長太陽光。通過使用不同帶隙的半導體材料，可以減小單結電池中載流子熱馳豫導致的能 量損失，同時還可拓寬太陽能光譜的利用范圍，從而提高電池效率。 TOPCon 技術與當前主流的 PERC 技術一脈相承，依托現有設備和產線升級，可以大 幅提高晶硅電池的效率，與鈣鈦礦相結合構建鈣鈦礦/TOPCon 疊層電池可以最大程度上利 用現有 PERC 設備和產線。相比而言，HIT 電池具有工序簡單的特點，可以縮短出貨周期， 長期來看成本優勢明顯，但其與 PERC 及 TOPCon 具有較大差異，無法利用現有 PERC 設 備產線。近年來，鈣鈦礦/晶硅疊層電池效率屢創新高，主要采用鈣鈦礦/HIT 組合。 1.5.2、全鈣鈦礦疊層電池 鈣鈦礦組分可調的特點使得其不僅可以用作寬帶隙吸光層，也可以調整得到窄帶隙吸 光層，兩者結合即可得到全鈣鈦礦疊層電池。相比于鈣鈦礦/晶硅疊層仍然對晶硅產有很高 的依賴性，全鈣鈦礦疊層完全無需依賴于現有晶硅產業鏈，因此可以充分釋放鈣鈦礦自身 優勢，如吸光能力強（器件輕薄、可柔性）、成本低、可低溫加工等。將鈣鈦礦單結電池 的制備工藝略加調整即可升級制備全鈣鈦礦疊層電池。據仁爍光能介紹，全鈣鈦礦疊層電池的理論轉換效率可達 43%，產業化量產效率有望 做到 35%以上；在度電成本方面，全鈣鈦礦度電成本約為 4.22 美分，較晶硅/鈣鈦礦疊層 電池的度電成本略低。 1）材料制備：鈣鈦礦材料制備主要包括致密層 TiO2 膠體、介孔層 TiO2 膠體、鈣鈦 礦前驅體溶液、Spiro 溶液材料的制備。 2）處理導電基地：ITO 導電玻璃一般用 Zn 粉和鹽酸溶液刻蝕后，放入洗潔精水溶液 中超聲清洗。搓洗干凈后再依次用去離子水、無水乙醇、丙酮、異丙醇分別超聲清洗。最 后，將 ITO 導電玻璃用氮氣吹干，并用氧氣等離子清洗。 3）制作電子傳輸層：電子傳輸層由致密層 TiO2 和介孔層 TiO2 兩層材料組成，采用 依次旋涂成膜的方式制備。 4）制作鈣鈦礦吸光層：吸光層的制作是鈣鈦礦太陽能電池組裝的關鍵步驟，其成膜質 量受環境溫度、環境濕度、環境含氧量、退火溫度、退火時間、操作手法等多個因素影響， 并在很大程度上影響了最終器件的性能。鈣鈦礦吸光層 MAPbI3 的制作方法主要包括溶液 法（或者旋涂法）、共蒸發法和氣相輔助溶液法。 ①溶液法：主要包括旋涂、熏蒸、退火 3 個關鍵步驟。該方法簡單 經濟，一般將 PbX2 和 CH3NH3X 按一定化學計量比溶解在溶劑中組成前驅體溶液，然后 將其直接旋涂在 TiO2 上，隨后在 100 ℃、N2 手套箱中干燥。干燥期間， PbX2 和 CH3NH3X 反應， 生成 CH3NH3PbX3，同時顏色不斷加深。γ-丁內酯和 N, N-二甲基甲 酰胺（DMF）是常用的前驅體溶劑。該方法簡單易用，但其制備的薄膜形貌變化大，對性 能的可控性差。需要注意的是溶液法的旋涂工藝往往會導致表面覆蓋不全，出現針孔。這 會使電池中的空穴傳輸層與電子傳輸層直接接觸，產生分流，從而降低電池填充因子和開 路電壓。 ②共蒸發法：真空蒸鍍法現已廣泛運用于晶硅和薄膜太陽能電池的制備中。共蒸發 （co-evaporation）的方法可以生長出高質量的333−吸收層。在10−3Pa 的 本底真空下，向表面沉積了 TiO2 的 FTO（fluorine-doped tinoxide）導電玻璃上共蒸鍍 PbCL2 和33。兩反應生成333−，隨后在 100 ℃，2 手套箱中退火 使材料晶化完全。采用共蒸發法制備的鈣鈦礦材料雜質缺陷少，結構致密，表面具有完美 的均一性。然而該方法需要高真空，這不僅對設備的要求較高，且對能量的消耗十分巨大。 ③氣相輔助溶液法：如前所述，傳統溶液生長會出現針孔及表面覆蓋不全的現象，真 空共蒸發法不經濟不環保。因此逐步發展出氣相輔助溶液法。該方法先用溶液法，將PbI2沉 積在覆蓋 c-TiO2 的 FTO 玻璃上，然后在 150 ℃、33 和2 的氣氛中，通過原位 反應生長出了333 吸收層。VASP 法制得的吸收層具有完全的表面覆蓋率，低的 表面粗糙度以及微米級的晶粒尺寸。這使得載流子在輸運時具有低的表面復合率，從而使 電池呈現出較高的開路電壓。整個過程對真空度無特殊要求，相比共蒸發法經濟環保。 5）制作空穴傳輸層：使用制備好的 Spiro 溶液，用過濾器過濾后旋涂在制作了鈣鈦礦 薄膜的基片上，在干燥箱中放置 12 h 以上，即制作完 Spiro 空穴傳輸層。 6）蒸鍍金電極：利用真空蒸鍍設備，在空穴傳輸層上蒸鍍厚度約為 80 nm 的金薄膜 作為電極，即獲得最終的鈣鈦礦太陽能電池器件。由于使用金金屬造價較高，目前也在考 慮使用其他替代金屬。 3.1、三大優點突出：高效率、低成本、可室溫柔性制備 鈣鈦礦光伏電池從 2009 年誕生于實驗室到今年逐步開啟產業化進程，僅僅度過了十余 年時間，相比于晶硅電池、Ⅲ-Ⅴ族電池動輒三四十年的發展歷史，無疑是橫空出世。其主 要具有三大優點，即高效率、低成本以及可在室溫條件下制備柔性器件。 3.1.1、高效率 鈣鈦礦對比目前市場主流光伏電池技術，鈣鈦礦無疑處于效率的第一梯隊。目前效率 高于鈣鈦礦的僅有單晶硅和 GaAs 兩種技術，其中 GaAs 由于成本較高，主要應用于空間 航天領域，因此未來一段時間單晶硅將是鈣鈦礦的主要挑戰目標。考慮到鈣鈦礦的研究只 進行了十余年，眾多材料和器件機理難題仍有待突破，未來效率仍將有較大的提升空間， 效率上追平乃至超越晶硅電池可以期待。 3.1.2、低成本 相比于晶硅電池，較低的成本是鈣鈦礦另一大優勢。晶硅光伏產業鏈涉及四個主要環 節：硅料、硅片、電池片、組件。由于晶硅產業鏈較長，各個環節均有較高進入壁壘及龍 頭企業，導致價格波動大、擴產周期長、周期性明顯等特點。目前，各大晶硅龍頭正在加 快上下游一體化進程來降低綜合成本，對沖周期波動帶來的影響。 鈣鈦礦光伏產業鏈則相對更短，并天然的具有“一體化”的特點。通過采購化工原材 料，即可在同一間工廠完成最終組件產品的交付，大大縮短了產品生產交付周期，同時降 低了綜合成本。 尤其需要指出的是，鈣鈦礦組件中鈣鈦礦原材料成本通常只占 5-8%，且 價格穩定，遠低于晶硅組件中成本超過三分之一且價格波動劇烈的硅料。據協鑫光電測算， 鈣鈦礦產能達到 100MW 時，組件生產成本可降至 0.94 元/W 以下，協鑫 100MW 產線 量產成本 0.9 元/W（約為 PERC 的 71.4%，TOPCon/HJT 的 63%）；產能達到 1GW 時， 量產成本可降至 0.8 元/W 以下，如果組件效率達到 17%，電池規格達到 2.4m²，組件成 本將降至 0.7~0.75 元/W（約為 PERC 的 60%，TOPCon/HJT 的 52%）。 3.1.3、可低溫柔性制備 可液相、流程簡單、低能耗的制備是鈣鈦礦電池的一個重要特征。不同于晶硅等其他 光伏技術需要上千度高溫來處理原材料，鈣鈦礦的原材料（如碘化鉛、甲胺、甲脒等）均 可溶于有機溶劑中得到前驅體溶液，這些過程均可在室溫條件下完成。將這些前驅體溶液 通過旋涂、狹縫刮涂等液相制膜工藝均勻涂抹在基底材料上，輔以最高不超過 200℃的退 火處理，即可得到鈣鈦礦吸光層薄膜。鈣鈦礦光伏中的其他層材料也可使用同樣的液相制 膜工藝或熱蒸鍍工藝制備，整個電池制備流程從原材料到最終成品，具有步驟少、能耗低、 可液相制備的特點，賦予了其低廉的綜合制造成本。上述均可同時在柔性基底上實現制備， 從而可以實現晶硅光伏無法完成的超輕超薄柔性光伏器件。 3.2、鈣鈦礦應用場景廣闊 鈣鈦礦的主要應用市場包括 BIPV 和車頂光伏玻璃等。 BIPV 即光伏建筑一體化(Buiding Integrated PV)，是一種將太陽能發電(光伏)產品集 成到建筑上的技術，可分為兩大類:一類是光伏方陣與建筑的結合。另一類是光伏方陣與建 筑的集成，如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂等。在這兩種方式中光伏方陣與建筑的 結合是一種常用的形式，特別是與建筑屋面的結合。鈣鈦礦具有可透光、可柔性化生產、 可弱光發電等優勢，以及相較于銅銦鎵硒、碲化鎘等電池更低的成本和更高的效率的優勢， BIPV 是其天然的應用場景，BIPV 將成為鈣鈦礦未來最主要的產品方向。 鈣礦汽車頂棚光伏玻璃也是未來鈣鈦礦的主要應用方向之一。如果車頂可安裝鈣鈦礦 電池的面積為 2 ㎡，如果新能源汽車頂棚全部替換為鈣礦光伏玻璃的話，每天的發電量可 以提升 40-60 公里的行駛里程，將極大地緩解電動汽車車主的充電焦慮問題，每年可節省 大量的一次能源和減少大量的二氧化碳排放。在車頂棚領域，鈣鈦礦與晶硅比可透光可柔 性，與銅銦鎵硒、碲化鎘比成本低效率高，與有機光伏比穩定性更好效率更高，因此該領 域也成為鈣鐵礦未來的最主要的應用領域之一。 3.3、兩大困擾待解決：穩定性、大面積制備 3.3.1、穩定性 光伏電池穩定性越好、壽命越長，則其度電成本越低。目前市場上成熟光伏產品壽命 通常達到 25 年以上，而目前學術界和產業界仍然缺乏對鈣鈦礦光伏壽命標準化度量的共識。 當前鈣鈦礦光伏產業化最大的障礙即材料穩定性較弱、電池壽命較短，封裝后的電池在正 常使用條件下 T90 壽命（剩余效率為初始效率的 90%）超過 10000 小時仍然是一個不小 的挑戰。在早期的液態鈣鈦礦電池中，由于鈣鈦礦材料在液態電解液中的穩定性較差，使 得電池性能迅速退化，而固態鈣鈦礦太陽能電池能夠取得較高的光電轉換效率，得益于其 在固態環境下相對穩定。 總的來說，影響鈣鈦礦穩定性的原因可以概括為以下兩點：一是鈣鈦礦材料本身的穩 定性，主要包括熱穩定性和濕度穩定性；二是電池結構的穩定性，主要涉及電池結構中的 電子傳輸層及空穴傳輸層。此外光照、高溫、電場、應力等都會造成鈣鈦礦電池性能下降。 在潮濕環境中，水分子可以容易的進入鈣鈦礦材料內，與鈣鈦礦組分中一些基團形成水合 物，并通過形成氫鍵和質子化作用等使鈣鈦礦材料分解。除了鈣鈦礦材料外，器件內包括 有許 多必 不可 少的 其他 輔材 ，通 常由 有機 小分 子或 聚合 物組 成， 如空 穴傳 輸層 spiro-OMeTAD、電子傳輸層 PCBM 等，在水和氧的環境中也十分脆弱，容易形成各類材 料缺陷、降低使用性能。而另一類輔材采用金屬氧化物，如氧化鈦、氧化鎳等，是常用的 光催化劑，在光照條件下可以催化某些材料的氧化分解，從而破環器件結構。 封裝是目前最有效的提高鈣鈦礦電池穩定性和壽命的方法。有效的封裝可以在保持高 透光率的同時，隔絕鈣鈦礦電池與水氧環境的接觸。目前常用的封裝材料包括 Teflon、金 剛烷納米復合材料、UV 固化氟聚合物、氧化鋁等。有效封裝后的鈣鈦礦電池可以在雙 85 測試條件（85℃，85%濕度）下運行數千小時后仍具有初始效率的 90%。 目前為止的研究表明，通過元素工程設計晶體結構穩定的鈣鈦礦材料，并結合界面工 程實現太陽能電池結構設計的優化，雜化鈣鈦礦太陽能電池的穩定性問題是有望完全解決 的。 3.3.2、大面積制備 實現高效率鈣鈦礦電池的大面積制備是其產業化的另一大挑戰。對大多數光伏技術來 說，大面積制備往往伴隨著電池效率的降低，這主要是由于電池面積增大伴隨著串聯電阻 的線性增大。對于鈣鈦礦電池而言，這種隨電池面積增加而性能降低的現象更加明顯。除 了串聯電阻的普遍因素外，影響高效率鈣鈦礦電池大面積制備的主要原因是其材料性質及 制備方法。 如前文所述，目前鈣鈦礦電池制備方法分為兩大類：液相法和蒸鍍法。液相法是指將 鈣鈦礦原材料粉末溶于有機溶劑，將得到的前驅體溶液通過制膜技術均勻涂抹在基底上制 成電池。 過去十年鈣鈦礦光伏在學術界的重大突破推動鈣鈦礦產業化進程。由于鈣鈦礦光伏與 以晶硅光伏為主導的現有光伏產業鏈具有較大差異，鈣鈦礦光伏的崛起勢必將重塑整個產 業鏈。目前不僅產業端在積極推動鈣鈦礦商業化，政策端也不斷刺激鈣鈦礦產業化。目前鈣鈦礦尚處于產業化的初期階段，業內企業在原材料、生產工藝、電池結構與設 備端不斷取得突破，努力去解決鈣鈦礦組件的穩定性、大面積制備和高效率的“不可能三 角”問題。 鈣鈦礦電池產線建設，不同規模產能的成本差異較大，隨著產線產能的提高，平均建 設成本將顯著降低。以鈣鈦礦龍頭企業纖納光電為例，其目前運行的 20MW 產線投資額為 5050 萬元，新建的 100MW 產線投資額約為 1.21 億元，產能提升至原先 5 倍，投資額僅 提升至原投資額的 2.4 倍。據企業測算，若將產能提升至 1GW，產線投資額約 2.7 億元， 產線建設成本大大降低。 目前鈣鈦礦尚處于產業化初期階段，產能較小。據不完全統計，22 年鈣鈦礦組件產能 約為 880MW，我們預計 2026 年產能有望達到 37GW。據極電光能介紹，公司 150MW鈣鈦礦產線于 21 年四季度啟動建設，總投資超 2 億元，產線的每個生產環節都采用了行業 最先進的設備，換算下來單 GW 投資額約 13 億，預計隨著技術不斷進步以及規模效應， 到 2026 年鈣鈦礦單 GW 投資額有望下降到 6-7 億元，未來 5 年產業投資空間超 200 億， 對應設備廠商有望受益。 （本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。） 雪山劍客1989： 龍磁科技(SZ300835)買錯了。明天跑路 凌亂的胸毛： 龍磁科技(SZ300835)有可能延遲了……明天看情況要不要先減倉 sst金狐貍： 三只小老虎嗷嗷的東尼電子(SH603595)星網宇達(SZ002829)左江科技(SZ300799) 07滿倉中石油： 龍磁科技(SZ300835) 周末看到老師們扎堆看好就知道要糟微逆大漲的時候你說自己是稀土永磁板塊，今天橫店大漲你又去跟微逆了。含淚繼續補一點，再看看同期啟動的奧聯電子(SZ300585) 的走勢，更扎心了 果然炒的話還是ppt階段最肥美。不管了反正我成本低，就跟主力耗著了。 nine9999999： 龍磁科技(SZ300835)倉位今天加的有點多了。 心心相印o： 昱能科技(SH688348)博納影業(SZ001330)龍磁科技(SZ300835) 1.1 深耕逆變器平臺領域，產品布局逐步完善 公司專注于光伏發電新能源領域。主要從事分布式光伏發電系統中組件級電力電 子設備的研發、生產及銷售，主要產品包括微型逆變器、智控關斷器、能量通信及監 控分析系統等，是行業內最早實現微型逆變器量產出貨的境內廠商之一。 目前，公司產品已成功進入美國、加拿大、澳大利亞、德國、法國、荷蘭、墨西 哥、巴西等國際主要光伏應用市場。根根據國際知名的能源研究機構 Wood Mackenzie 數據，2020 年公司在微型逆變器市場產品出貨量位列全球廠商第 2 名、國內廠商第 1 名。 1.2 產品迭代速度領先，迎合市場需求 自成立以來，公司持續重視新技術和新產品的研發，在原有產品工藝的基礎上不 斷推陳出新，拓寬產品類型。2011 年推出首款單體微型逆變器，產品迭代速度領先于 國內同行。2013 年推出雙體、四體微型逆變器，產品更新迭代速度處于全球領先地 位。目前公司已研制出新一代單相四體微型逆變器 DS3D，并于 2021 年推出首款可 商業化的八體微型逆變器 QT2D。在關斷器領域，公司在 2018 年推出第一款組件級 關斷器產品，并于 2019 年底成為全球第二家推出面向美國市場符合 Sunspec 行業標 準的智控關斷器的廠商。 公司現有單相雙體微型逆變器、單相四體微型逆變器等產品均滿足 CA Rule 21 相應要求，包括 Phase I、Phase II 通訊協議要求以及 Rule 21 Phase III 關鍵參數監控、 關機重連、最大有功限制允許等功能要求，并在美國加州能源委員會官網完成正式列 名。 1.3 股權架構清晰，高管具備理工科技術背景 公司的控股股東、實際控制人為凌志敏與羅宇浩。根據二人簽訂的《一致行動協 議》，二人一致行動合計控制公司 26.85%的表決權。此外，公司第二大股東天通高新 集團，持股 13.71%，其控股股東潘建清個人持有昱能科技 7.71%股權。 公司實控人具備高學歷，曾就職于美國公司技術崗位，理工科背景深厚。公司實 控人凌志敏同時還擔任公司董事長/總經理，畢業于比利時魯汶天主教大學微電子專 業，博士研究生。曾分別就職于美國 AMD 公司、美國 Xilinx 公司以及美國 Solaria 公 司。 公司實控人羅宇浩同時擔任公司董事/首席技術官，畢業于美國加州大學洛杉磯 分校固體電子器專業，博士研究生。曾分別就職于美國 Xilinx 公司以及美國 Solaria 公司。 1.4 公司業務穩步增長，盈利能力持續提升 公司營收增速持續提升，利潤有望快速釋放。隨著全球光伏市場快速增長以及公 司業務拓展進度加快，公司 2019 年至 2022Q1-3 營業收入分別為 3.85/4.89/6.65/9.28 億元，營收同比增長 27%/36%/120%，2022 年營收增長加速。 公司 2019 年至 2022Q1-3 歸母凈利潤分別為 0.22/0.77/1.03/2.53 億元，凈利潤同 比增長 250%/34%/337%。受益今年光伏市場高增速，公司微逆產品快速放量，盈利 能力持續提升。 微逆業務持續增長，保持增速可期。公司微逆業務營收規模從 2019 年的 3.45 億 元增長至 2021 年的 5.12 億元，為業績貢獻主要增量，業務營收兩年復合增速約 22%。 營收占比從 2019 年的 90%下降至 2021 年的 78%，主要原因在于報告期間智控關斷 器業務營收出現明顯增長。毛利總體保持穩定，維持在 36%左右，預計未來隨著分布 式光伏市場快速增長或將帶動公司微逆業務收入持續提升。 智控關斷器業務后來居上，提供利潤增量的同時優化業務結構。公司關斷器業務 營收從 2019 年的 11 萬元快速增長至 2021 年的 8748 萬元，兩年增長超 70 倍。營收 占比從 2019 年 0.03%迅速增長至 2021 年的 13%，毛利穩步爬升至 20%，為公司帶來 明顯利潤增量。隨著關斷器業務產能配套和銷售布局的逐步完善，關斷器業務在改善 公司業務單一化、優化公司業務結構的同時，有望成為公司利潤的有利補充。 控費能力逐步提升，凈利率改善明顯。公司近年期間費用率穩步下降，從 2019 年的 31%降至 2021 年的 20%，其中銷售費用率隨著營收規模的擴大降幅較為明顯， 研發費用率保持相對穩定，但絕對值持續增加，后續隨著行業競爭加劇以及市場對高 性能新品的追求，預計公司研發費用還將持續提升。上市募資對公司財務費用影響顯 著，22Q1-3 綜合費用率下降至 7.05%。 公司 2019 年凈利率僅為 5.61%，近兩年得益于智控關斷器業務體量和盈利能力 的快速增長以及公司整體控費能力的提升，2022 年 Q1-3 凈利率已攀升至 27.25%。 2022 年以來全球光伏下游需求延續高景氣度，公司新品研發和渠道拓展較為順利， 盈利能力持續增強。 2.1 政策、技術驅動，光伏產業高速發展 能源環境因素驅動，光伏產業成為全球發展戰略。太陽能屬于可再生能源的一種， 具有儲量大、永久性、清潔無污染、可再生、就地可取等特點，推動新能源領域尤其 是光伏行業的發展，成為了世界各國的共識。節能減排、綠色發展、開發利用各種可 再生能源已成為世界各國的發展戰略。 全球光伏裝機持續高增，光伏發電規模化顯現。2021年全球新增光伏裝機 175GW， 其中分布式光伏裝機量 70GW，集中式光伏裝機 105GW；截至 2021 年全球累計裝機 量達 915GW。主要受益于：1）2015 年 12 月，全球第 21 次氣候變化大會通過《巴黎 協定》，195 個國家和地區代表聯合約定加快可再生能源市場的計劃進度，眾多國家 提出相關產業發展計劃，在光伏技術研發和產業化加大支持力度，全球光伏發電進入 規模化發展階段；2）光伏技術進步使得裝機成本不斷下行，帶動光伏發電性價比提 升，全球平價市場正在逐步擴大，光伏發電已經成為越來越多國家成本最低的能源發 電方式之一。 各國政策驅動，光伏產業蓬勃發展。世界各國政府對可再生新能源行業普遍持鼓 勵態度，相繼出臺產業政策、財政政策支持光伏產業的發展。美國持續推進光伏產業 稅收抵免，拜登政府推出千億美元清潔能源法案，澳洲、歐盟各國及加拿大、巴西等 地推出可再生能源計劃，全球光伏發展政策持續推動行業發展。 十三五、十四五規劃推進落實，我國光伏產業發展全球領先。2021 年國內新增 光伏裝機 54.9GW，其中分布式光伏裝機 29.3GW，集中式光伏裝機 25.6GW，分布式 光伏裝機占比達 53%，首次超過集中式光伏。根據中國光伏行業協會 CPIA，我國光 伏新增裝機量連續 9 年位居全球第一，累計裝機規模連續 7 年全球最高。 十四五規劃持續驅動，可再生能源“高質量躍升發展”。《十四五規劃》提出“以行 動計劃落實發展”，重點部署了九大行動，其中包括四條光伏產業規劃： 1）城鎮屋頂光伏行動，重點推動可利用屋頂面積充裕、電網接入和消納條件好 的政府大樓、交通樞紐、學校醫院、工業園區等建筑屋頂發展分布式光伏，提高建筑 屋頂分布式光伏覆蓋率；2）“光伏+”綜合利用行動，在農業領域開展農光互補、漁光 互補，在交通領域推進光伏在新能源汽車充電樁、高速鐵路沿線設施、高速公路服務 區等領域應用，在信息領域開展光伏與 5G 基站、數據中心等融合；3）千家萬戶沐光 行動，統籌鄉村屋頂資源、村集體集中場地開展分布式光伏建設，助力鄉村振興；4） 新能源電站升級改造行動，推進老舊風電和光伏發電設備退役和升級改造，提升電站 發電效率和運行安全性。 加速低碳、零碳政策推進，全球光伏裝機量持續增長。預計 2022-2024 年全球新 增光伏裝機規模 240/ 340/ 420GW，其中國內新增裝機規模分別為 85/ 125/ 160GW， 同比增長 55%/ 47%/ 28%。十四五期間我國光伏年均新增裝機規模超 100GW，光伏 行業長期市場空間廣闊。 2.2 光伏逆變器市場持續增長，微逆應用前景廣闊 受益下游光伏裝機量增長，光伏逆變器市場持續高增。作為光伏產業鏈中的核心 設備，光伏逆變器的市場出貨量直接受益于下游光伏裝機量的增長。在全球光伏發電 新增裝機規模快速增長的背景下，光伏逆變器的市場出貨量也持續增加。2021 年，在 疫情沖擊、經濟增長放緩的大背景下，光伏新增裝機量依然實現了逆勢增長，光伏逆 變器出貨量達 225GW，同比增長 22%。 分布式光伏系統蓬勃發展，微型逆變器市場前景廣闊。1）出貨量方面，微型逆 變器市場出貨量快速增加。2018-2021 年期間，全球微型逆變器出貨量從 1.18GW 增 加到 4.72GW，創造歷史新高，年均復合增長率達到 59%。2）滲透率方面，微型逆變 器在分布式光伏發電系統中的應用比例提升。2018 年，微型逆變器在分布式光伏中 應用比例為 3.2%，2021 年，微型逆變器在分布式光伏中滲透率已達 6.7%，提升 3.5pct.。 微型逆變器在性能、安全性方面均高于其他逆變器類型。其核心優勢在于迎合了 單個組件獨立控制的“組件級電力電子”的要求，在安全至上的戶用場景下成為終端用 戶的主流選擇。在應用組串式逆變器的分布式光伏發電系統中，光伏組串內的組件和 組件正負串聯，整串線路的直流電壓累計一般可以達到 600V~1500V 的高壓，導致較 高的直流高壓風險，包括運維觸電風險、火災風險和施救風險。微型逆變器憑借其低 壓接入特性，徹底解決了分布式光伏發電系統中的前述風險，提高了光伏發電系統的 安全性。 安全性需求推動微型逆變器在分布式光伏發電中的應用比例不斷提升。光伏發 電安全性逐漸重視，全球主要國家對光伏發電直流高壓問題已出臺強制措施。微型逆 變器的低壓接入特性可以滿足安全性規范要求，無需額外增加配件或其他安全措施。 市場分布：北美、歐洲市場相對成熟，國內市場極具發展前景。北美、歐洲為目 前微型逆變器兩大主要市場，體系相對較為成熟；國內微型逆變器市場仍然較少，未 來隨分布式光伏裝機規模進一步增大，市場前景廣闊。 行業格局：Enphase 行業龍頭地位穩固，昱能、禾邁分列二三。由于海外微型逆 變器市場發展相對較快，Enphase 出貨量已占行業絕對龍頭地位；昱能科技、禾邁股 份等中國微型逆變器廠商更具價格優勢，后續隨國內、海外分布式光伏裝機規模進一 步增大，發展潛力巨大。 采用微型逆變器光伏裝機成本略高于采用組串式逆變器。美國市場：由于 Enphase 在美國微型逆變器市場市占率高于 80%，采用 Enphase 價格為參考，一拖一 型微型逆變器平均單價為 0.32 美元/W（含稅），光伏裝機總成本達 2.59 美元/W，相 比組串式逆變器總成本約提升 4%。中國市場：中國目前微型逆變器市場規模相對較 小，以一拖四產品為主，平均單價約為 0.73 元/W，總成本約 5.4 元/W，相比組串式 逆變器總成本高約 7%。 裝成本方面，采用微型逆變器成本超出傳統組串式逆變器+關斷器產品，但由于 微型逆變器系統效率（85%）相比于組串式逆變器（80%）更高，同等光照條件下， 發電量更高，由此帶來更高的內部收益率。 注 1：相關假設：1）發電時長：假設組串式逆變器光伏折算全年有效光照時長約 1300 小時，微型逆變器有效光照時長約 1380 小時；2）發電量：考慮設備老化等因 素，實際發電量每年遞減 1%；3）電價：參考近年電價情況，假設每年電價上浮 5‰； 4）折舊：假設每年折舊 5%，生命周期 20 年，20 年后以殘值售出。 注 2：分市場情況：1）美國市場：美國 PTC 政策對于可再生能源發電提供 0.022 美元/kWh 稅收抵免補貼，此部分補貼折算納入電價；美國凈計量法 Net Metering 下 光伏發電量直接抵扣用電費用，直接以用電費用 0.14 美元/kWh 折算發電上網收益； 2）中國市場：假設自用發電與上網電量各占 50%，以東部地區平均居民電價 0.5 元 /kWh，平均上網電價 0.4 元/kWh 測算，總體光伏收入部分平均電價 0.45 元/kWh。 2.3 分布式光伏蓄勢待發，微型逆變器如日方升 未來全球光伏行業的發展仍將呈現集中式和分布式共同發展的市場格局。基 于全球新能源發展規劃、光伏發電成本以及各國政府的政策支持，光伏行業呈現集 中式和分布式共同發展的市場格局，并且隨著分布式光伏發電的優勢逐漸發揮，中 國、巴西、印度等分布式市場快速增長，預計至 2025 年，全球分布式光伏新增裝 機占比達 45%左右。 “十四五”期間，我國光伏發電將形成集中式與分布式并舉的開發模式。隨著光伏 發電全面進入平價時代，疊加“碳中和”目標的推動以及大基地的開發模式，集中式光 伏電站有可能迎來新一輪發展熱潮。另外，隨著光伏在建筑、交通等領域的融合發展， 疊加“整縣推進”政策的推動，戶用、工商業用的應用規模等因素影響，分布式項目仍 將保持較高的市場份額。根據中國光伏行業協會數據，2022-2030 年期間，中國分布 式光伏在光伏年度新增裝機量的比例總體將在 30-40%之間。 政策支持推動，海外分布式光伏新增裝機量占比回升。在全球光伏發電結構方面， 分布式光伏發電倡導就近發電、就近并網、就近轉換、就近使用，在避免長距離輸送 造成的電能損耗方面具有較強的優勢，成為全球光伏發電的重要方式。全球分布式光 伏新增裝機規模占比回升，主要原因在于：1）歐美、澳洲以及南美等國家和地區環 保意識和清潔能源意識增強，光照資源豐富；2）在前述眾多國家和地區，光伏發電 已逐步具有成本優勢；3）政府政策支持的推動作用。 以美國為例，太陽能投資稅收抵免（ITC）政策延期，凈計量法（Net Metering） 持續推進。2020 年國會通過了 ITC 延期規劃，延長兩年至 2024 年并逐步退坡，ITC 為 2021 年和 2022 年開始建設的戶用和商業光伏系統提供 26%的稅收抵免；2022 年 8 月，拜登政府正式簽署通脹削減法案 IRA，將美國光伏產業稅收減免政策 ITC 的減 免時間從 2022 年延長至 2032 年，稅收抵免提升至 30%。此外，美國許多州已經通過 了凈計量法，用戶只需為其所使用的“凈”電量付費，即光伏發電量可直接抵扣用電量。 微型逆變器分布式光伏中占比將迅速提升：預計 2025 年微型逆變器在分布式應 用中滲透率達 17.0%，出貨量 44.9W，占逆變器出貨總量 8.2%；2022-2025 年微型逆 變器市場規模復合增速達 76%，微逆市場空間廣闊。 預計 2022-2025 年微型逆變器市場規模 162/ 264/ 368/ 544 億元，CAGR 達 60%。 市場規模高速增長主要驅動因素包括： 1）中國市場：整縣推進政策推動光伏裝機規模持續增長及分布式光伏占比提升； 微逆產品市場認知進一步加深，高經濟性及安全性推動微型逆變器在分布式光伏中滲 透率提升；國內兩大微逆龍頭企業產能放量，微逆市場規模高速增長。 2）美國市場：微型逆變器目前最大最主流市場，2020 年微逆滲透率達 35%；ITC 政策延期，戶用光伏補貼緩慢退坡，工商業光伏永久提供補貼，高度刺激分布式光伏 裝機量增長；美國長期高電價下多數州推行凈計量政策，光伏發電上網電價即為用電 電價，經濟性推動微逆在戶用光伏裝機滲透率。 3）其他地區：中國微逆產品產能持續擴張，國產替代下海外微逆產品價格將持 續下降，推動微逆經濟性進一步提升，微逆滲透率逐步提升。 3.1 Enphase 核心競爭力在于 “產品研發+渠道” Enphase 是全球最大的微型逆變器生產和銷售商，2012 年在納斯達克上市，其 微型逆變器系統由 Enphase 微型逆變器，Envoy 通信網關及 Enlighten 的 web 軟件組 成，擁有微型逆變器全平臺生態系統，在北美擁有極其強大的品牌和營銷渠道。公司 自 2008 年起深耕微型逆變器市場，通過研發創新、渠道布局等多種手段成長為微型 逆變器行業標桿，2021 年 Enphase 微型逆變器全球銷量達到 1040 萬臺。 產品更新迭代和全球化布局是其核心競爭力。Enphase 基本保持著每年發布一款 全新微逆產品的節奏,產品性能較為領先。隨著產品覆蓋功率范圍、功率密度、轉換效 率的逐步提升，品牌效應以及客戶粘性得到不斷加強，產品具有全市場最高的轉換效 率。根據 2009 年和 2010 年北美住宅和小型商業裝置的數據，公司微逆故障率為 0.207%，而傳統集中逆變器的故障率為 9.43%。Enphase 始終以科技創新，提升產品 性能效率為經營核心，截至 2020 年 12 月 31 日，Enphase 已獲美國專利 234 項，外 國專利 80 項，申請美國專利 60 項，申請外國專利 33 項。 Enphase 銷售策略主要是大規模擴展安裝商，提升全球化布局和用戶體驗。 Enphase 從 2008 年開始銷售微逆產品，2011 年底公司已經在北美擁有了 3700 多家安 裝商。公司與北美頭部分銷商展開戰略合作。公司與西門子工業于 2012 年簽署分銷 協議，基于西門子在北美 5 萬多家的承包商分銷渠道，產品得以迅速占領市場。除此 之外，公司還在海外重要市場建設了銷售辦事處。2012 年開始首先在英國建立銷售 辦事處，此后逐步拓展到包括澳大利亞在內的其他海外市場。公司深耕美國市場，憑 借強大的全球化營銷渠道提升用戶體驗和產品口碑，對公司產品銷量和業績增長帶 來巨大貢獻。 3.2 公司核心競爭力之一：微逆產品具備領先性，重視研發和技術 微逆技術具備一定領先性。2011 年推出首款單體微型逆變器，產品迭代速度領 先于國內同行。2013 年推出雙體、四體微型逆變器，產品更新迭代速度處于全球領先地位。新一代在售單相產品 DS3D 通過高集成的設計以及新型直流升壓電路拓撲和控 制算法，使得功率密度達到 1143W/L，單通道最大電流達 20A，最新三相八體系統額 定輸出功能率 3600W，功率密度 1104W/L，單通道最大電流 20A，均高于行業內同 類產品技術水平。 高研發人員占比，領先技術實現競爭力。公司是行業內最早實現微型逆變器量產 出貨的境內廠商之一，憑借研發創新、產品認證等方面的優勢，在分布式光伏發電系 統組件級電力電子設備領域積累形成了較高的品牌知名度和市場認可度。 公司 2019 年-2021 年研發投入持續提升，分別為 2281/2542/3117 萬元，累計投入超 7900 萬元， 占三年總營收比重 5.16%。產品研發創新為公司產品性能提升以及開拓和提升市場份 額創造了條件。 公司在加大研發投入的同時，對技術人員隊伍的建設尤為重視。主要研究團隊專 注于分布式光伏組件級電力電子設備的自主研發和創新，在長期研發和海外銷售過程 中儲備了較為豐富的專業知識背景和行業實踐經驗。截止 2021 年 12 月 31 日，公司 共有研發人員 87 人，占員工總數達 48.6%，遠高于行業均值，為公司技術和產品的 研發創新提供了堅實的人才基礎。 同時，為激發研發人員工作的積極性和主動性，公司不僅為研發團隊實施以項目 為主體的績效考核，也對其實施了股權激勵措施，以達到保持研發團隊的穩定和高效 的目的，推動公司技術創新快速發展。 多項自主知識產權專利，奠定發展基礎。公司參與制定 13 項國家、行業或團體 標準，其中作為第一起草單位起草了《光伏發電并網微型逆變器》團體標準。經過多 年研發創新，公司擁有自主知識產權的組件級電力電子設備核心技術 19 項，截至 2021 年 12 月 31 日公司取得授權專利 116 項，其中發明專利 66 項，（其中 4 項已取得美國 PCT 專利）。 從各可比公司公布的專利數量來看，除海外大型成熟企業，公司專利發明數量在 國內同行中處于較高水平。 核心技術與主營業務高度深度融合。公司主營業務涉及微型逆變器、智控關斷器、 能量通信器以及智能監控分析系統，公司累計的 19 項自主知識產權核心技術與主營 業務關聯度極高，形成從研發到轉換的高效利用，利用技術多角度提升公司產品性能。 多核心技術全面提升各分項業務市場競爭力。 微型逆變器領域：擁有多體微型逆變器技術、微型逆變器效率提升控制技術等 9 項核心技術，從輸出并網、效率提升、低壓安全保護等多個方面改進產品性能，以期 獲得更好的市場機會。 智控關斷器領域：掌握高集成光伏組件關斷器控制芯片設計、高功率雙體光伏組 件關斷器控制技術，關斷器大系統應用技術等 3 項核心技術，整體產品性能、集成度、 可靠性均有明顯提升。 能量通信器領域：創新并使用了遠程監控與斷點升級技術、組件級監控無線組網 技術、高可靠性數據采集技術等 5 項核心技術，進一步將大數據、互聯網、人工智能 等技術手段與光伏產業相結合，也符合當前可再生能源精細化、高質量發展的政策理 念。 儲能領域：掌握交流耦合儲能系統控制技術和低壓儲能控制技術等 2 項核心技 術，可實現儲能產品利用交流耦合方式和光伏并網逆變器系統組成微網系統，具備低 壓組件和低壓電池雙接入的安全優點。目前該領域核心技術還未完全應用到產品端， 但隨著光儲模式的推廣，后續有望對公司該業務形成一定的技術支持。 3.3 公司核心競爭力之二：全球化布局建立渠道優勢 公司全球化布局較為成功，是國內較早開拓海外市場的微逆生產商。公司在墨西 哥、加州、加拿大、澳洲及歐洲等國家地區設立了子公司，并在當地組建了銷售團隊， 協助海外業務的拓展。其海外主要銷售地區的子公司和安裝商數量雖不及 Enphase， 但高于國內同行。 高效布局，提升產品影響力的同時，強化售后服務。從較高銷售費用亦能看出， 公司在進行產品創新的同時，將資源更多的傾斜至營銷渠道的建設，利用全球光伏需 求增長帶來的紅利提升公司整體業績。不僅如此，在擴寬產品渠道的同時，通過多地 的子公司和安裝商提供方便快捷的安裝和售后服務，利于品牌形象的樹立，獲得當地 客戶的認同和信任，在銷售渠道和客戶資源方面形成更高的競爭力。 全球布局利于區域轉換，享受區域紅利。公司 2018-2020 年美國銷量占比下滑， 歐洲銷量占比提升，從 2018 年的 26%，提升至 2020 年的 40%，銷售區域有向歐洲 傾斜的趨勢。受到天然氣價格大幅上漲以及能源安全的影響，歐洲能源轉型提速，光 伏裝機總量增速提高，需求端展現出較強的韌性。需求持續增長的預期下，歐洲市場 會是國內微型逆變器企業發展的一個重要地區。公司作為全球化布局較早的微型逆變 器企業，美國銷售渠道已經較為充分，在競爭壓力較大、毛利率低的情況下將部分銷 售重心從美國轉移至歐洲，或將是提升公司毛利率和業績的潛在手段。 公司研發和營銷策略雙輪核心均對標 Enphase，在其產品性能和渠道布局方面均 較國內企業已經具備一定的優勢，而 Enphase 已經在該路徑上獲得巨大的成功，我 們認為其有望成功復制該路徑。 3.4 毛利率低于禾邁股份具有合理性，不影響公司核心競爭力 公司毛利率與國際龍頭企業基本相近，但低于禾邁股份。公司定價對標 Enphase， 和國內企業略有不同。公司定價策略對標行業龍頭 Enphase，在保證自身合理利潤的 前提下對下游客戶采取了相對穩定毛利率的策略（微型逆變器毛利在 35%左右），致 力于培養戶用及工商業用戶形成使用微型逆變器的習慣。 公司產品單位售價和單位成本均高于禾邁股份，毛利低于禾邁股份。公司近 4 年 銷售單價和單位成本均高于禾邁股份，高售價、高成本、低毛利與公司產品定價、銷 售渠道、銷售地區等因素相關，此外禾邁股份除光伏逆變器業務以外，還從事成套單 子設備業務，產生協同效應，原材料采購協同和生產制造協同可有效降低逆變器的單 位成本。 生產模式不同導致毛利率差異，集力量于研發和銷售。公司全部生產環節委外， 禾邁股份除主要線路板組裝環節委外，其他后道供需均由自身完成，2020 年公司委 外加工費占營收比重 9.35%，禾邁股份僅為 4.65%，因此公司微型逆變器毛利率較禾 邁股份更低。在策略上公司減少生產環節，集中力量進行技術研發和渠道布局，是公 司的優勢之一。 境外業務模式帶來毛利差異，子公司模式利于渠道布局。兩家公司微型逆變器銷 售均以境外為主，禾邁股份則采用“國內生產-境外客戶”銷售模式，通過直接出口方式 開展業務，關稅、運輸成本由境外客戶承擔。 公司全球化布局領先，在海外設立子公司，形成“生產-境外子公司-境外客戶”的 銷售鏈條，通過子公司向當地客戶銷售微型逆變器產品。產品在發往境外子公司時， 進口關稅、運輸成本等計入銷售成本，導致毛利下滑。在出口收入、產品成本、毛利 額、境外客戶實際支付總額均相同的假設下，昱能科技的業務模式相對禾邁股份毛利 率低 5%左右。策略上公司采取設立境外子公司的業務模式利于公司全球化業務的開 展，也利于客戶運維和品牌影響力的提升。 銷售區域差異導致毛利較低。公司 2018-2020 年美國銷售占比顯著領先于禾邁股 份。北美是最大的微型逆變器應用市場，占全球份額的 70%，市場較為成熟，難以通 過提高售價來獲得更高的毛利率水平。龍頭 Enphase 作為美國本土化企業，國內企業 在北美市場競爭要遠超全球其他區域，導致美國市場逆變器產品競爭最為激烈，整體 毛利較低。 2022 年盈利能力改善。公司在 2021 年推出第四代大電流微逆和第二代關斷器產 品，今年一季度銷售占比已接近 50%，充分帶動公司毛利率和凈利率上行。隨著新品 銷售占比的進一步提高，公司 2022 年盈利水平持續獲得改善。 整體而言，從生產、銷售到區域銷售占比等多因素導致公司毛利率低于禾邁股份， 但具有一定的合理性。公司雖然成本端略遜于禾邁，但在體現微逆核心競爭力的產品 和渠道方面處于行業前列，有望在微逆行業高速發展中享受更高的紅利，而部分拉低 毛利率的銷售模式和銷售區域或將在全球化布局和區域轉型方面帶來新的優勢。 3.5 持續強化研發創新和銷售網絡，超募資金有望擴張公司產品布局 公司募集資金持續強化研發和全球銷售網絡體系。公司擬募集 5.56 億資金用于 主營業務相關項目的建設，其中研發中心建設項目擬投資 2.72 億，全球網絡營銷建 設項目擬投資 8319 萬元，補充流動資金 2 億元。 IPO 募集資金總額 32.6 億元，扣除發行費用后，實際募集資金凈額為 30.37 億 元。募投資金圍繞微型逆變器相關領域展開，以期提升公司整體研發水平，鞏固公司 在微型逆變器領域的創新能力和市場地位，進一步提升競爭力。同時，公司將部分資 金投入全球營銷網絡的建設，并對現有營銷網絡進行優化升級，鞏固和提升公司全球 范圍內的營銷網絡布局，有助于更高效的提升客戶服務質量，開拓和培育當地市場， 擴大品牌影響力。 在國內愈加重視分布式光伏發電安全的情況下，國內銷售團隊建設是公司當前 布局市場的重點。公司已經組建一只國內營銷團隊，積極進行國內市場的開拓，在此 基礎上，公司擬通過本次募集資金在濟南、鄭州、深圳等地新建多個營銷網點，完善 國內的網絡體系，擴大覆蓋范圍，挖掘潛在客戶。 4.1 智控關斷器：有效填補大功率戶用業務市場空白 公司主營業務為微型逆變器，公司研發多個系列，多個型號產品，滿足客戶在不 同應用場景的需求，尤其是較小功率等級場景的應用，微型逆變器方案具備更優的性 價比。此外，作為微型逆變器的補充和橫向衍生，公司積極開發智控關斷器業務。 公司是全球唯一一家同時量產微逆和關斷器的生產商。為了豐富客戶實現組件 級關斷的方案選擇，更好的把握細分行業動向，合理調配資源，公司針對較大功 率 等級的應用場景中“組串式逆變器+關斷器”開發了智控關斷器，包括單體智控關斷器 和雙體智控關斷器，可分別接入一塊或兩塊光伏組件。 公司關斷器產品性能領先。通過可比公司對比，昱能科技使用了自主開發的 ASCI 芯片的高集成關斷器其單體、雙體智控關斷器在最大輸出功率、最大持續輸出電流以 及重量方面相對美國關斷器廠商 Tigo 均有一定的優勢。 業務互補，毛利穩定提升。公司通過微型逆變器和智控關斷器完成不同產品橫向 覆蓋分布式光伏不同的的應用場景，形成互補的市場開發效果，最大程度的覆蓋行業 需求，形成大、小功率的完整覆蓋，形成業務協同效應。2019-2021 年公司智控關斷 器產品收入分別為 11.63、2947 和 8748 萬元，占主營業務收入比例為 0.03%、6.04% 和 13.27%，毛利率從-7.5%提升至 20.7%。 4.2 訴訟已和解：不影響公司智控關斷器核心競爭力 公司與 Tigo Energy Inc 的訴訟已達成和解。Tigo 曾在 2021 年 4 月 9 日向昱能 科技提出五項涉及智控關斷器的專利訴訟（專利號為 8653689、9584021、10333405、 8933321、9966848），該訴訟 2021 年已于 4 月 21 日和解，和解約定在專利有效期內， 昱能科技在美國銷售的關斷器產品將支付專利許可費。 專利許可費對公司關斷器產品毛利率的影響較小。公司在支付專利許可費前提 下，適當提高價格保持一定的毛利率水平，因公司關斷器產品使用自主研發的專用芯 片，集成度更高，成本相對較低，專利費的支付對公司關斷器業務毛利率影響較小。 專利許可費對公司未來美國市場銷售影響較小。美國光伏關斷器產品需求較多， 基于成本優勢以及此前相對較低的售價，在美國市場具備較強的競爭力，適當提高價 格對下游需求總體影響較小。 專利許可費涉及技術具有可替代性。公司在產品中應用的專利許可費涉及技術并 非是對 Tigo 專利存在技術依賴，而是受限于 RSD 標準協議的要求（作為美國 Sunspec 聯盟成員，公司在美銷售關斷器產品的通信模塊必須按照 RSD 標準協議開發），公司 具備上述替代方案的開發應用能力。 專利許可費對公司關斷器業務競爭力影響較小。公司關斷器產品主要由關斷控 制模塊和通信模塊構成。其中關斷控制模塊是核心模塊，由公司自主研發，其產品和 核心技術已達全球領先水平，而通信模塊屬于成熟模塊，開發難度低，后續開發空間 小，對產品核心功能的迭代升級無影響，因此本次訴訟和解對公司關斷器產品核心競 爭力不夠構成大影響。 4.3 能量通信器：作為公司高毛利率業務，是公司利潤的一個有利補充 能量通信器主要是采集并儲能光伏系統的運行數據，并通過通信技術上傳到整個 EMA 平臺，從而對整個光伏發電系統的運行狀況起到監控、調節和記錄的作用，方便用戶實時了解運行參數。 能量通信器業務是公司利潤的有利補充。受益于分布式光伏裝機量持續提升以及 安全標準趨嚴等因素影響，能量通信器業務整體規模逐年增長。2019-2021 年公司能 量通信器產品收入分別為 3108、4017 和 5329 萬元，占主營業務收入比例保持在 8% 左右，毛利率維持在 70%以上，毛利占總營收比重穩定在 15%。 能量通信器為選裝產品，為了更好的適配終端客戶，培養用戶使用習慣以增強選 裝意愿，公司在 2021 年推出更適合小型戶用，性價比更高的小微系統的能量通信器。 4.4 潛在競爭力：軟、硬件優化組合，提供一體化解決方案 一體化解決方案，擴展云維和服務延伸。公司在利用微型逆變器和智控關斷器布 局大、小應用場景的同時，配合能量通信器及 EMA 平臺系統（監控分析系統平臺） 的信息反饋和智能診斷功能實現一體化解決方案。 一體化解決方案可以提高運維效率，改善客戶體驗，提高品牌形象和市場影響力， 是公司潛在競爭力。能量通信器配合 EMA 平臺系統，可以實現數據收集并發送至 EMA 平臺，平臺對光伏發電設備的運行數據進行監控分析，實現光伏系統和組件設 備的一體化監管，便于提供可視化的分析圖表，并對異常設備的診斷、預警及精確定 位起到很大幫助。公司一體化解決方案已經平穩運行超過 10 年，通過持續的優化升 級，能夠保障不同國家和地區用戶的訪問速度和體驗效果，實現全球化服務。 4.5 儲能一體化業務：公司儲備研發，市場潛力巨大 儲能市場前景廣闊，公司已加速儲能一體化業務研發布局。光儲一體化指在逆變 器系統中增加儲能模塊，從而集成光伏并網發電、儲能電站的功能。儲能逆變器是光 儲一體化的核心設備，在光伏發電系統中發揮重要作用，隨著“光伏+儲能”結合的用 電模式逐漸成為全球的普遍共識，儲能作為保障連續電力貢獻的首選解決方案及核心 技術，逐步得到世界各國的高度重視。 公司研發的光儲一體化系統分為單相儲能系統 ELS 系列和三相儲能系統 ELT 系 列，單臺逆變器即可獨立支持一個儲能系統功能。兩系列產品均能以交流耦合方式與 光伏并網逆變器組成微網系統，同時具備自發自用、備用電源等工作模式。 公司光儲一體化系統與同行業對比，在系統穩定性、系統適配度及靈活性、智能 化程度方面具有較強的優點。公司采用交流耦合方式實現儲能發電，大大提高系統穩 定性和安全型。同時，公司既有單相電網系統，也有三相電網系統，分別適配戶用和 工商業場景，后端接入公司能量通信器和監控分析平臺之后，還可聯網實現智能監控。 公司布局光儲一體化有利于提升未來市場競爭力。公司順應光儲一體化的市場 發展趨勢，在光儲一體化新產品的研發和布局有利于盡快推出更加的儲能類產品，搶 占未來新增儲能市場份額。此外光儲一體化產品還可以與微型逆變器產品形成互補的 市場開發效果，在既有客戶群體的基礎上進行推廣和擴張，進一步提高客戶粘性，提 升未來市場競爭力。 公司是國內領先的微型逆變器生產商，與國內同行相比，具有一定的技術創新和 全球化布局優勢，主要產品包括微型逆變器、智控關斷器、能量通信器產品。 （1）微型逆變器業務 預計 2022-2025 年全球分布式光伏裝機量保持較快增長，復合增速有望保持在 30% 左右。同時，微型逆變器需求將進入快速增長期，其滲透率有望從 2020 年的 2.2%提 升至 2025 年的 8.2%，2022 年-2025 年復合增速有望達到 70%以上，顯著快于分布式 裝機總量增速。公司是國內第一，全球第二的微型逆變器生廠商，2022-2024 年出貨 量（按組件端個數）290/800/1292 萬臺。 2022 年初受到海運費用和原料價格上漲影響，公司產品定價較友商略高，我們 預計公司微型逆變器產品總體小幅上漲，但單組件功率上升，折合單 W 價格 0.99 元 /W，同比下降 10%。隨著地緣政治緩和，原料供需緊張情況緩解，預計 2023-2024 年 公司微型逆變器產品價格小幅下滑至 0.95、0.90 元/W。隨著公司歐洲銷售占比的提 高、新產品降本推進以及可能的委托代工模式優化，公司微型逆變器毛利率有望小幅 提升，綜合預計公司 2022-2024 年微型逆變器毛利率約為 40%/41%/40%。 （2）智控關斷器業務 智控關斷器設備主營應用于分布式光伏系統，主要分為單體和雙體智控光斷器， 與分布式光伏所用組件數量密切相關。受益于產業成本、新能源鼓勵政策以及愈加嚴 格的安全標準等因素影響，智控關斷器等產品下游應用需求迎來快速增長，滲透率逐 年提升。我們預計公司智控關斷器 2022-2024 年在分布式光伏中的滲透率為 0.40%/0.50%/0.60%，對應銷量 136/ 249/386 萬臺。 2021 年公司智控關斷器價格在支付專利費的背景下適當調高價格以保持毛利的 相對穩定。隨著產品的快速導入，公司在保持毛利相對穩定的策略下，銷售價格和成 本均有一定程度的降低，以保持適當的市場競爭力和滲透率。我們預計公司 2022-2024 年毛利率穩定在 21%左右。 （3）能量通信器業務 能量通信器主要用于獲取光伏系統的性能參數，并上傳數據進行智能化監控，銷 量與光伏裝機總量增長密切相關。我們預計公司 2022-2024 年能量通信器銷量增速與 光伏裝機量增速一致，2022 年-2024 年能量通信器銷量分別為 9.4/13.3/16.4 萬臺。 公司 2021 年推出單價較低的小微系統能量通信器，此類通信息售價和毛利相對 較低，導致該業務銷售均價和毛利有所降低。但較低的銷售價格利于增加客戶的選購 意愿，預計未來公司小微系統能量通信器占比或將進一步提升，單位售價和毛利小幅 走低。我們預計公司 2022-2024 年能量通信器業務毛利為 65%左右。 （4）儲能逆變器業務 公司新推出儲能逆變器產品，2022 年已實現小規模出貨，預計全年出貨量 1000臺左右，隨產能提升及海外儲能市場快速爆發，儲能逆變器需求快速增長，基于公司 原有優秀渠道及優秀品牌效應，預計 2023/2024 年儲能逆變器出貨 8.6/12 萬臺，實現 收入 6/8.4 億元，儲能逆變器產品毛利率 40%。 （5）其他主營業務 公司其他主營業務收入總體占比僅為 1%左右，毛利率較為穩定，2019-2021 年毛 利率均在 56%左右，主要為該公司投資建設的分布式光伏電站的電費收入。我們預計 公司其他主營業務收入保持每年 10%增速，毛利率穩定在 54%。 （本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。） Reign_wang： 龍磁科技(SZ300835)一驚一乍，股價漲了就是收購成功，股價沒漲就收購失敗，你們這么做生意都不給時間差，肯定賺大發了 邊看邊漲： 龍磁科技(SZ300835)收購大概率沒談成，大單一直砸盤出貨，最后半小時出逃了