薄膜电池性能持续提升，有望成为光伏市场新的增长点
一、薄膜电池性能持续提升，有望成为光伏市场新的增长点
1.1 晶硅电池是目前占据光伏市场的主导地位
光伏电池主要分为晶硅电池、薄膜电池、新概念电池三大类别。其中，晶硅电池包括多晶硅电池和单晶硅 电池两类，是目前主流的太阳能电池，以单晶硅电池为主。薄膜电池包括硅基类（非晶硅、微晶硅、低温多晶 硅等）、化合物类（碲化镉、铜铟镓硒、III-IV 组、钙钛矿等）、有机质类等，是太阳能电池发展的重要方向。新 概念电池包括多带隙光伏电池、热载流子光伏电池、叠层光伏电池等，目前大多处于实验室研发阶段。
不同类型光伏电池的结构具有一定相似性，主要包含盖板、光电转换介质层、背板等部分。介质类型、光 电转换方式等不同决定了各类光伏电池的性能差异。晶硅电池各部件相对独立，核心部件为电池片，并通过封 装胶膜（EVA）将其密封在光伏玻璃和塑料背板中构成光伏组件。薄膜电池则以透明导电玻璃（Transparent Conductive Oxide，TCO）为基板，覆盖发电介质，包括非晶硅、碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CuInSe）、铜铟镓硒 （CuInGaSe）、砷化镓（GaAs）、钙钛矿（perovskite）等，再通过背板进行封装或直接通过玻璃幕墙进行封装。
薄膜电池的理论光电转换效率可能高于晶硅电池，但目前薄膜电池的量产组件光电转换效率不及晶硅电池。例如碲化镉薄膜因其光谱效应与太阳光谱更匹配，理论转换效率可达 32%，高于晶硅电池。但薄膜电池在量产 阶段的光电转换效率仍落后于晶硅电池，并远低于多结叠层电池。
根据美国国家可再生能源实验室（NREL）测量与统计，晶硅电池中单晶硅电池实验室最高转换效率为 27.6%， 量产组件最高转换效率为 24.4%，对应组件面积为 13177cm2；多晶硅电池实验室最高转换效率为 24.4%，量产 组件最高转换效率为 20.4%，对应组件面积为 14818cm2。薄膜电池中碲化镉电池实验室最高转换效率为 22.1%， 量产大组件最高转换效率为 19.5%，对应组件面积为 23573cm2，均由美国 First Solar 公司创造；铜铟镓硒电池 实验室最高转换效率为 23.4%，量产小组件最高转换效率为 19.2%，均由日本 Solar Frontier 公司创造；钙钛矿 电池出现时间晚，但效率提升速度快，实验室最高转换效率可达 25.7%，小组件最高转换效率为 17.9%，对应组 件面积为 804cm2。
晶硅电池凭借高光电转化效率和低成本优势，目前占据主导地位。由于新概念光伏电池大多处于实验研发 阶段，尚未投产，光伏电池组件产能主要由多晶硅电池、单晶硅电池、薄膜电池构成。单晶硅光伏电池由于技 术相对成熟、产品稳定性高、光电转化效率较高，产量不断增加，产量占比也逐步提升。薄膜电池产量略有提 升，但受制于生产成本、光电转化效率和技术普及性，在全部光伏电池组件产量中占比受晶硅电池压制，在 2010 年后呈下降趋势。2020 年光伏电池共计约 150GW，其中单晶硅电池约占 79.2%，多晶硅电池约占 15.6%，薄膜 电池约占 5%。
目前薄膜电池中碲化镉电池占主导。受晶硅原料和晶硅组件产品价格影响，2000 年来薄膜电池的市场份额 经历多次波动，2009 年最高达到 17%，2018 年最低约 3.6%。薄膜电池中，碲化镉电池的市占率约为薄膜电池 的七成，商业化较成功；非晶硅市占率持续下降，占全部光伏组件市场份额从 2000 年约 9%下降到 2020 年约 0.2%；铜铟镓硒电池的市占率在 1-2%之间浮动。伴随钙钛矿电池研发逐步成熟，多家企业正在建设或规划钙钛 矿产线，未来潜力巨大，将对光伏组件市场份额构成一定影响。
1.2 薄膜电池技术持续取得突破，具备独特优势
经过多年发展，薄膜电池光电转化率快速提升，推动成本持续下降。碲化镉薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池 已经走向规模化生产和商业化应用，碲化镉电池实验室最高转换效率为 22.1%，量产大组件最高转换效率为 19.5%，铜铟镓硒电池实验室最高转换效率为 23.4%，量产小组件最高转换效率为 19.2%。钙钛矿电池出现时间 晚，但效率提升速度快，实验室最高转换效率可达 25.7%，小组件最高转换效率为 17.9%。中科院研究团队在 Science 发文称其 FAPbl3 钙钛矿电池获得 25.6%的认证功率，并在 85℃运行 500 小时后依旧保持 80%效率。此 外，钙钛矿晶硅叠层电池理论光电转换效率可以突破肖克利-奎伊瑟极限（Shockley-Queisser 极限），近日瑞士科 学家成功打破串联硅钙钛矿太阳能电池效率，首次突破 30%达到 31.25%。伴随薄膜电池研发逐步成熟，多家企 业正在积极扩产，未来潜力巨大。
除了光电转化效率的潜力外，薄膜电池还具备以下几点优势：（1）薄膜电池生产污染排放少，环保压力小。与晶硅电池相比，碲化镉的镉排放量约为 0.3g/GWh，明显 低于单晶硅电池的 0.7g/GWh 和多晶硅电池的 0.6g/GWh；砷排放量为 1.1g/GWh、铬排放量为 2.4g/GWh、铅排 放量为 2.7g/GWh、汞排放量为 0.5g/GWh、镊排放量为 7.8g/GWh，均显著低于晶硅光伏电池。
（2）薄膜电池能源回收期短，节能压力小。能源回收期是指光伏发电系统全生命周期内所消耗的能量与该系统年平均能量输出的比值，可以反映光伏系统的节能水平，碲化镉光伏电池的能源回收期约为 0.5 年、铜铟 镓硒约为 0.85 年、薄膜硅约为 0.8 年、多晶硅约为 1.1 年、单晶硅约为 1.6 年，薄膜电池的能源回收期明显短于 晶硅电池，节能压力小。
（3）薄膜电池设计应用能力优于晶硅电池，发展潜力大。晶硅电池组件的电池片厚度通常为 100 多微米；薄膜电池组件厚度约为 0.3-2 微米，且通过沉积工艺附着在 TCO 玻璃基板上。从设计应用视角比较各类光伏电 池，薄膜电池在尺寸多样性、电气参数可调整性、形状多样性、机械灵活性、外观均匀程度、透明程度等方面 表现出色。
尽管一些薄膜电池类型需要使用稀散金属，但经过测算，产能短期并不会限制其发展：（1）90%以上的碲从电解铜精炼过程中的阳极泥中收集获取，其余的来自铅精炼厂浮渣以及铋、铜和铅锌 矿冶炼过程中的烟尘。碲的潜在来源包括碲化铋和碲化金矿石。2021 年全球碲矿储量 31000 吨，年产量 580 吨， 中国是精炼碲的主要生产国，占全球产量的 58%、全球储量的 21%。目前碲化镉组件的碲需求量约为 40 吨/GW， 随着效率提升有望继续降低单位组件的碲需求量，短期内碲资源供应不限制碲化镉电池发展。
（2）铟最多获取自硫化锌矿物闪锌矿。从锌矿中回收的铟含量在百万分之一到万分之一之间。尽管黄铜矿和锡石等基础金属硫化物中也有微量铟存在，但这些矿物的大多数矿床对铟的回收不经济。2021 年全球铟产量 920 吨，其中中国产量 530 吨，占比 57.6%。由于铟为伴生矿，无法估算储量。
（3）镓以非常小的浓度出现在其他金属的矿石中。大多数镓是作为加工铝土矿的副产品生产的，其余的由 锌加工的残留物生产。自 2020 年以来，中国的初级低纯度镓（99.99%）产能约为 65 吨/年，约占全球低纯度镓 产能的 84%，其他国家和地区的初级低纯度镓生产商因 2012 年起初级镓大量过剩而限制产量。由于 2020 年和 2021 年的镓价格上涨，德国在 2021 年底前重新启动初级镓生产。2021 年世界初级低纯度镓的生产能力为 77.4 吨/年；次级高纯度镓（99.999%）的生产能力为 27.3 吨/年；高纯度精炼镓（99.99999%）的生产能力为 32.5 吨 /年。
尽管短期产能不存在短缺风险，但稀散金属单价波动将对薄膜电池成本产生影响：（1）国产碲（99.99%）单价持续走低，2022 年 7 月底单价为 430 元/kg，利于碲化镉电池成本控制。若以 目前碲化镉组件碲需求量约 40 吨/GW 计算，碲价格过去十余年间价格下降约 2500 元/kg，带来碲化镉组件成本 下降 0.1 元/W。
（2）国产铟单价波动上涨，2022 年 7 月底粗铟（99%）单价 1400 元/kg、精铟（99.99%）单价 1500 元/kg。铟价格上涨对铜铟镓硒电池生产成本控制将会产生不利影响。若以目前铜铟镓硒组件铟需求量约 40 吨/GW 计 算，铟价格每上涨 1000 元/kg，将导致铜铟镓硒组件成本提升 0.04 元/W。
（3）国产镓单价持续上升，2022 年年 7 月底镓（99%）单价 3250 元/kg、高纯镓（99.9999%）单价 3525 元/kg，镓价格上涨对铜铟镓硒电池生产成本控制将会产生不利影响。若以目前铜铟镓硒组件镓需求量约 25 吨 /GW 计算，镓价格每上涨 1000 元/kg，将导致铜铟镓硒组件成本提升 0.025 元/W。
二、BIPV 带动薄膜电池快速扩容，光伏幕墙大有可为
2.1 薄膜电池在 BIPV 中应用形式多样，对比晶硅优势较大
薄膜电池在建筑光伏一体化中有多样化的应用形式。建筑光伏一体化（building integrated photovoltaics，BIPV） 是光伏系统组件作为建筑材料直接与建筑系统结合的分布式发电系统。BIPV 的应用场景包括建筑的屋顶、幕墙 系统、门窗、采光天窗、外部集成装置、光伏预制系统等建筑外部接受光照的部分，根据建筑物设计方案的不 同，薄膜电池与晶硅电池可在多个场景中使用。
具体来看，薄膜电池在 BIPV 中的优势可分为以下 5 点：（1）更轻薄、可塑性高。晶硅电池组件的电池片较厚（一般为 100 微米左右），且与封装材料玻璃相对独立，柔韧性较差，难以加工成弧面形状。薄膜电池组件则是利用沉积技术将光电转换各层介质直接沉积在导电 玻璃表面（一般厚度仅为 0.3-2 微米），柔韧性较好，能够任意弯曲，容易加工成弯曲半径更小的弧面形状，在 BIPV 中的使用场景将更加广泛。
（2）更好的透光性。由于建筑物本身对自然光线有必要的需求，自然而然地会提高对 BIPV 组件透光率的 要求。晶硅电池的透光率较低，想要改善组件的透光性只能通过降低电池片的排布密度或采取组件局部镂空的 设计，而降低电池片的排布密度势必会使得组件功率减小，同时光照阴影的明显交替也给建筑设计带来一定难 度，尤其是用于光伏窗户时，将严重影响窗外景物的视觉效果。而薄膜太阳能电池可通过制备透明导电层以及 超薄的背电极层来实现组件的高透光率，以满足建筑物对于不同光线强度的需求。
（3）颜色多样性。晶硅电池组件的颜色主要是深蓝、浅蓝等蓝色系色彩，比较单调；同时生产晶硅电池时， 制绒环节中硅片表面腐蚀量的不同最终会导致电池片产生色差，将晶硅电池封装加工成 BIPV 组件后，色差会 严重影响 BIPV 组件的美观性。而薄膜电池则具备颜色可调整的优势，可以根据需要生产出相应颜色的组件。目前，市场上采用薄膜电池技术生产的 BIPV 组件，颜色较为丰富，几乎涵盖所有常见色系；且对比黑色的薄 膜电池，彩色薄膜电池可利用周期性 SiO2/Al2O3 和 SiO2/TiO2 多层结构反射特定波段的光，使得电池颜色调控的 同时电池效率没有太多损耗，例如红、绿、蓝色的钙钛矿电池的发电效率（18.0%、18.6%、18.9%）仅比黑色 （20.1%）电池下降 10pct、7pct、6pct。
（4）温度系数低，热斑效应小。温度系数是指电池随着温度升高而导致的效率衰退率。晶硅的温度系数绝 对值较高，当工作温度高于 25℃时，每升高 1℃最大发电功率下降 0.4-0.45%，而薄膜电池的温度系数绝对值较 低，工作温度高于 25℃时，每升高 1℃，最大发电功率下降 0.19-0.21%。热斑效应是指由于组件中的部分电池 片被遮挡进而不提供功率贡献并在组件内部成为耗能负载，使得局部温度升高，进而降低发电效率，严重时甚 至引起火灾。薄膜组件的子电池为较长的细长条型，完全遮盖的可能性较低，同时其工作电流较小，所以其热 斑效应远小于晶硅组件。而城市中的温度往往要高于空旷地区，且城市建筑上建造 BIPV 的复杂性更高，因此 低温度系数和弱热斑效应的薄膜电池更适合 BIPV。
（5）更好的弱光性。薄膜电池的化合层能带值范围较大，可覆盖更多太阳光光谱，光吸收系数更高，因此 其拥有更好的弱光性，可使得非光照充足面仍能保持一定发电效率，同时，弱光性也使薄膜电池的发电时间高 于晶硅电池；而晶硅电池弱光性较差，使得整体发电效率可能偏低。
在实际 BIPV 应用中，碲化镉电池发电效果优于铜铟（镓）硒电池和晶硅电池。从实际数据来看，位于杭 州的 1.5KW 碲化镉发电玻璃电站和 1.5KW 多晶硅光伏板电站在 83 个月的发电量统计中，碲化镉发电玻璃在大部分月份中比多晶硅光伏板高出 1%~10%，年平均发电量比多晶硅光伏板高 7.5%。以马来西亚项目为例，碲化 镉薄膜电池在 BIPV 应用中的月平均发电量和月发电效率均高于晶硅和铜铟镓硒电池，碲化镉电池的月平均发 电量比晶硅电池高 5.6%、比铜铟镓硒电池高 4.7%，月发电效率比晶硅电池高 5.56%、比铜铟镓硒电池高 4.8%。碲化镉电池在理论上和实践中都更适合应用于建筑光伏一体化。
2.2 政策叠加经济效益共同推动 BIPV 发展，薄膜电池市场有望顺势扩容
BIPV 快速发展有望带动薄膜电池市场空间提升，我国 BIPV 市场空间较大。薄膜电池下游应用领域中， BIPV 为重要场景，2019 年和 2020 年全球 BIPV 装机总量分别达 1.15GW 和 2.3GW，约占全球光伏总装机量的1%。根据 Grand View Research 发布的数据显示，2020 年全球 BIPV 市场规模达到 144 亿美元。而根据中国光伏 行业协会光电建筑专委会的统计数据显示，2020 年全年我国前六家建筑光电企业 BIPV 总装机容量约 709 兆瓦， 仅前六家企业装机量的全球占比已达 30%。目前 BIPV 市场处于起步阶段，在政策段不断加码、经济效益持续 提升的推动下，BIPV 有望迎来高景气度，薄膜电池市场将顺势快速扩容。
2.2.1 政策端：规范与补贴并济，推动 BIPV 快速发展
我国碳排放总量逐年上升，建筑环节全流程碳排放占比超50%。自我国经济进入高速发展期后，碳排放量 也在快速增加。在 2003 年、2005年我国分别超过欧盟和美国成为全球碳排放量最高的国家，到 2021 年已经占 全球二氧化碳排放总量的 31%。
建筑碳排放强度成为强制性指标，部分省份要求新建建筑必须安装分布式光伏，BIPV 确定性增强。为加 快建筑行业减碳步伐，2021 年 9 月，住建部发布《建筑节能与可再生能源利用通用规范》，该规范是目前建筑 节能与可再生能源利用领域唯一国家全文强制性规范，而它的发布也使得碳排放强度成为强制性指标，明确规 定新建的居住和公共建筑碳排放强度应分别在 2016 年执行的节能设计标准的基础上平均降低 40%，碳排放强度 平均降低 7kg CO2/（m2·a）以上；除碳排放标准以外，规范要求新建建筑应该安装太阳能系统。在国家规范的 指引下，部分省份纷纷跟进，要求新建建筑必须安装分布式光伏。因此，政策的强制要求使得 BIPV 市场空间 扩大的确定性进一步增强。
地方政府因地制宜推出补贴政策，缓解投资压力并提高 BIPV 安装吸引力。除强制要求以外，为提高 BIPV 的覆盖率，地方政府根据自身省份光伏安装条件以及经济发展程度对当地安装 BIPV 的投资方提供补贴，补贴 类型分为初装补贴与度电补贴两类。在补贴的推动下，投资方的初始投资压力有所缓解，同时投资回收期也有 所缩短，BIPV 对于投资方的吸引程度进一步加大。在政策引导后，当地企业对 BIPV 的认识程度进一步加深， 行业内有望形成安装分布式光伏的共识，主动安装 BIPV 的可能性提升。
2.2.2 经济效益：化石能源价格高企，BIPV 投资回报吸引业主及服务商
对于业主方：能源价格上涨带动电力供应紧张，BIPV 可减轻用电压力。从 2021 年 8 月份以来，煤炭价格 开始出现快速上涨，并于 9 月达到价格高点，导致国内电力煤炭供需持续偏紧，部分地区出现拉闸限电。在这种背景下，国家发展改革委在印发的《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》中明确提出，将 从 10 月 15 日起有序放开全部燃煤发电电量上网电价，扩大市场交易电价的上下浮动范围，并明确高耗能企业 市场交易电价不受上浮 20%限制，这就意味着一些高耗能的企业用电价格将由市场交易形成价格，不受上浮限 制，极大提高企业用电成本；而 10 月 8 日召开的国务院常务会议指出，要完善地方能耗双控机制，推动新增可 再生能源消费在一定时间内不纳入能源消费总量，这意味着拥有制造再生能源能力的高耗能企业将拥有更多的 调整空间。因而从促进和抑制两个方面来看，高耗能企业若不利用可再生能源对冲电价上涨，则将在成本端承 受较大压力。
对于服务商：光电建筑建造成本逐年摊薄，投资回报率有提升空间。从建造成本来看，光电建筑的成本是 动态变化的，随着时间的推延，成本在发电的持续收入下不断抵消。在建筑全寿命周期，成本甚至出现零或负数的情况，效益水平进一步提升。而普通建筑只能靠折旧回收成本，因此从可持续发展的角度来看，光电建筑 的优势明显。从组件端看，晶硅组件以及薄膜组件整体价格呈下降趋势；而随着分布式光伏的技术成熟，投资 安装光伏设备的成本不断下滑，BIPV 项目投资回收速度加快，经济效益进一步提升。
2.3 薄膜电池在立面 BIPV 中渗透率更高，光伏幕墙大有可为
薄膜电池在建筑立面中占比更高，后续在钙钛矿电池商业化后渗透率有望进一步提升。屋顶和外立面的 BIPV 由于自身建筑属性的特点，对不同的电池有不同的偏好。在建筑外立面应用场景中，建筑物对美观、定制 化、设计感等非标准化的属性更为看重，而薄膜电池与晶硅电池对比的独特优势与建筑属性更为匹配，因此在 外立面应用中，薄膜电池占比 56%、晶硅电池占比 44%；在建筑屋顶应用场景中，标准化组件往往即可满足需 求，因此晶硅电池占比更高，可达 90%。目前限制薄膜电池渗透率提升的主要原因为透光性、颜色等要求使得 其发电效率有所降低，而在未来钙钛矿电池逐步商业化后，拥有高透光、多颜色属性钙钛矿薄膜电池的发电效 率仍较晶硅电池更有优势。
光伏幕墙在满足建筑美学、采光要求同时，更加节能环保及具备经济效益，是幕墙领域未来重点发展的方向。光伏幕墙有助于实现建筑自身及城市的能源供给、能耗降低和可持续发展，对传统幕墙存在替代效应。而 从经济效益来看，尽管目前 BIPV 幕墙的单位造价要高于普通幕墙，但由于后续发电能不断带来收益，因此从 长期来看其经济效益更好。以福建生产指挥中心光伏建筑一体化项目为例，该项目造价 816.60 万元，预计 7.85 年能收回成本；首年发电 36.45 万度，年均收益 34 万元，经过 25 年运营后，扣除原有幕墙增量造价成本为 264 万元。
2.4 2025 年 BIPV 领域薄膜电池新增装机量有望达 8.15GW
2.4.1 2025 年建筑立面有望为薄膜电池提供 5.09GW 的新增装机量
薄膜电池主要受益于新建立面 BIPV，从竣工面积角度测算 2022 年-2025 年薄膜电池年均新增装机量 3.44GW。经过前文分析，我们认为在建筑立面中，幕墙为薄膜 BIPV 的主要应用形式。而由于存量市场中幕墙 的更新、拆卸会极大的影响建筑物的正常使用，因此在立面中仅考虑新建建筑所带来的市场容量，测算假设如 下：
（1）假设安装建筑物类型为商业建筑与公共建筑。根据前瞻产业研究院数据，幕墙的主要应用场景为商业 建筑、公共建筑与高档住宅，其中高档住宅应用占比仅为 3.10%，因此在测算安装立面 BIPV 的建筑物类型时仅 考虑商业建筑与公共建筑，不考虑住宅以及厂房仓库。
（2）假设可外墙安装面积比例为 46%。假设商业建筑、公共建筑的竣工面积在 2021 年的基础上每年下降 2%；一般建筑物的外墙面积与竣工面积的比例为 67%，同时根据武汉门窗协会可知，门窗面积与外墙面积的比 例 30%，因此非门窗可安装 BIPV 的面积比例为 67%×（1-30%）；而中国幕墙网数据显示玻璃面积占门窗面积 的 70%，此部分可用高透光率的 BIPV 来替代，因此门窗部分可安装 BIPV 的面积比例为 67%×30%×70%。而 BIPV 仅考虑安装在东西南三面，综上总外墙 BIPV 安装比例为：【67%×（1-30%）+67%×30%×70%】× 75%=45.73%。
（3）假设 BIPV 渗透率逐年上升。保守假设 BIPV 渗透率由 2022 年的 5%逐年上升至 2025 年 14%，同时 根据 European Commission 数据可知，2018 年立面 BIPV 应用场景中薄膜电池占比为 56%，而随着薄膜电池转 化效率的不断提升，预计薄膜电池占比会进一步提升，因此假设薄膜电池占比 2022 年的 62%上升至 2025 年 66.50%。
（4）假设薄膜电池组件的效率为 165W/m2。根据《光伏幕墙设计与施工》提供数据可知，目前钙钛矿、 碲化镉薄膜组件的发电效率为 140-190 W/m2，铜铟镓硒薄膜组件的发电效率为 130-160 W/m2，且目前 BIPV 主 要使用碲化镉薄膜组件，因此假设薄膜电池组件的效率为 165W/m2。
（5）假设薄膜电池组件售价为 2 元/W。目前美国 First Solar 薄膜电池成本已下降至 0.24 美元/W，同时参 考国内晶硅电池组件售价区间在 2-2.1 元/W，长期看给予薄膜电池组件 2 元/W 的售价假设。
综上，2025 年我国薄膜电池在新建立面市场中的新增装机量规模为 5.09GW，市场规模为 101 亿元。2022 年-2025 年年均复合增长率达 41.39%。
2.4.2 2025 年屋顶有望为薄膜电池提供 3.06GW 的新增装机量
新增屋顶主要受益于碳达峰目标，预计年均新增薄膜电池装机量 2.67GW。根据 2021 年 10 月 24 日国务院 印发《关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知》显示，到 2025 年，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏 覆盖率力争达到 50%。由于城市住宅屋顶光伏易出现产权问题，而农村新建住宅渗透率不做要求，因此我们预 计屋顶光伏主要新增市场来自于以上两大类建筑，对于新增市场给出以下假设：
（1）假设公共建筑、厂房仓库的竣工面积在 2021 年的基础上每年下降 2%；工业屋顶面积为工业竣工面 积的 1/2，公共建筑的屋顶面积为竣工面积的 1/5。由于占地面积=竣工面积/容积率，而工业建筑厂房多层数较 少，因此假设容积率为 2；而公共建筑多为高层建筑，因此假设其屋顶面积为竣工面积的 1/5。
（2）新增项目安装分布式光伏的比例逐年增加，到 2025 年增加至 50%。根据政策要求，假设 2022 年新 建工厂和公共建筑安装屋顶光伏的比例为 35%，并逐年增加至 2025 年的 50%，实现通知目标。
（3）假设屋顶分布式光伏中薄膜组件的占比为 10%。根据 European Commission 数据可知，2018 年屋面 应用场景中薄膜电池占比为 10%，由于在屋顶场景中对透光、美观的要求性较低，因此预计在未来四年内即使 薄膜电池的效率有所提升，晶硅仍然将占据屋顶的主要份额，因此假设屋顶应用场景中薄膜组件的占比保持 10%。
（4）假设薄膜电池组件的效率为 165W/m2。
（5）假设薄膜电池组件售价为 2 元/W。
综上，2025年我国薄膜电池在新建屋顶市场中的新增装机量规模为 3.06GW，市场规模 61.2 亿元。2022 年 -2025年年均复合增长率达 10.37%；2025 年新建立面和新建屋顶市场合计为薄膜电池提供 8.15GW，市场规模 163 亿元。
三、薄膜电池产业链相关企业投资机会
3.1 薄膜电池放量将推动全产业链快速发展
我们判断 BIPV 是薄膜电池首要切入的市场。在建筑光伏一体化项目全流程中，产业链上游主要包括超薄 浮法玻璃制造和靶材制造、透明导电膜玻璃（TCO）制造、中游为薄膜电池制造、下游为 BIPV 幕墙制造与安 装。随着产业化规模扩大，市场和应用场景加速放大，上下游供应链打通，细分市场的布局也逐渐成熟。
（1）透明导电玻璃是薄膜电池产业链的主要原材料和基础。与晶硅电池相比，薄膜电池的光电转换层仅为 几微米，对导电玻璃基板的平整度要求更高。而压延玻璃的起伏达到 10 微米级别，不利于薄膜电池制造过程中 光电转换层的沉积，因此具备更佳平整度的浮法玻璃成为薄膜电池的主要选择。在超薄浮法玻璃制造和靶材制 造的基础上，玻璃企业在深加工环节通过在线镀膜方式使玻璃具备导电性能。目前主要采用直流磁控溅射法， 优点为膜层厚度均匀、适用于大规模工业化生产等。根据镀膜类型不同，导电玻璃可分为 AZO 镀膜玻璃（掺铝 的氧化锌透明导电玻璃）、ITO 镀膜玻璃（氧化铟锡透明导电玻璃）、FTO 镀膜玻璃（掺氟的二氧化锡导电玻璃） 等。镀膜导电玻璃生产商主要有日本旭硝子（AGC）、日本板硝子（NSG）、金晶科技等。
（2）薄膜电池制造是产业链的中心环节。薄膜电池生产流程比晶硅电池短，薄膜沉积技术是核心工艺。生 产流程主要分为三大部分：薄膜沉积、活化后处理、组件封装。薄膜沉积包含光电转换各层介质的沉积，是薄 膜电池生产的核心工艺；活化后处理是经过退火、腐蚀等处理提高组件性能；组件封装是保证组件使用寿命的 关键环节，包括组件封装、接线盒封装、测试分拣、最终封装。
全球薄膜光伏电池目前量产类型主要为碲化镉薄膜电池和铜铟镓硒薄膜电池，钙钛矿薄膜电池仍处于实验 阶段和中试阶段。在碲化镉薄膜电池领域，美国公司 First Solar 拥有绝对领先优势，市场份额占有率超过 90%。在铜铟镓硒薄膜电池领域，日本 Solar Frontier、中国汉能相对领先，两者市场份额占有率均超过 30%。中国企 业在薄膜光伏电池行业的市占率整体约 15%，在量产光电转换效率和市占率方面均与美国等存在一定差距。
“双碳”目标带动建筑光伏一体化相关产业高景气发展，中国薄膜电池生产企业产能扩张迅速，主要企业 产能未来将超过 20GW。在碲化镉薄膜电池领域，中建材依托旗下凯盛集团在湖南醴陵、四川雅安、黑龙江佳 木斯、江西瑞昌、河北邯郸、甘肃定西、山东青岛等多地部署产线，规划产能将超 4GW，在全球范围内仅次于 美国 First Solar；中山瑞科、龙焱能源在既有产能基础上继续扩张，但落后于中建材扩产速度。在铜铟镓硒电池 领域，凯盛、泰州锦能、重庆神华等积极布局大产能，形成多企业竞争格局。在钙钛矿电池领域，苏州协鑫光 电、万度光能、杭州纤纳光电、极光电能等企业正在从实验室研发阶段向试产、量产阶段迈进，发电效率高、 生产无污染的钙钛矿电池有望成为光伏市场新的增长点。
（3）光伏幕墙是薄膜电池在建筑领域的终端产品，相关企业可提供流量入口。由于传统光伏企业缺少建筑 施工经验与技术，短期内难以独立进入幕墙工程市场，需要具备建筑项目经验的幕墙企业参与其中，通过产业 链深度整合，持续推进“建筑+光伏”行业趋势，加速向光伏建筑一体化业务延伸和转型。
3.2 透明导电膜玻璃制造企业：国产化替代加速，市场空间广阔
3.2.1 金晶科技
金晶科技是国内领先的玻璃生产企业。金晶科技前身博山平板玻璃厂于 1959 年成立，2002 年该厂更名为 “山东金晶科技股份有限公司”并于上交所挂牌上市。公司目前具有纯碱-玻璃-玻璃深加工的产业链，具有较强 的全产业链竞争优势。公司目前拥有 5800t/d 的玻璃原片产能，还有年产 2000 万平米的 low-E 节能玻璃产能， 光伏玻璃方面 2021 年宁夏基地点火投产 600t/d 的产线，纯碱方面拥有年产 150 万吨的产能。公司玻璃产品包括 玻璃原片、汽车玻璃等深加工产品和光伏玻璃，纯碱业务产品包括纯碱和小苏打。
金晶科技营收增长迅速，2017 年以来利润明显改善且保持较快增速。2021 年公司实现营收 69.22 亿元，同 比增长 41.72%，实现归母净利13.07 亿元，同比增长 295.1%。2021年公司实现较高盈利原因系下游行业景气度 较高，公司主要产品价格上涨，营收及毛利均有提升。2022Q1 公司实现营收 17.82 亿元，同比增长 21.2%，实 现归母净利 1.45 亿元，同比下降 59.16%，利润增速下降主要原因包括：21Q1 净利润为 3.55 亿元，为历史最好 水平，基数较高，同时 22Q1 营收规模扩大及原材料价格上涨导致营业成本大幅增加，两者叠加导致净利润同 比出现下滑。目前公司仍处于快速发展期，公司在光伏玻璃、TCO玻璃方面大力投资，随着相关产能陆续投产， 受益于下游光伏产业发展，公司的营收及利润将保持稳定增长。
公司在国内外前瞻布局光伏玻璃及 TCO 玻璃产能，领先行业。公司前瞻性布局 TCO 玻璃产能，在国内及 海外均建设有较大规模产能，有望充分受益于 BIPV 项目发展带来的机遇。2021 年公司完成了超白 TCO 镀膜玻 璃基片的研发，成功开发 3.2mm 和 2.65mm 超白 TCO 导电玻璃，产品性能得到国内外客户认可。目前在马来西 亚建设有 2 条 500t/d 的 TCO 玻璃产线，分别为前板及背板玻璃，其中背板玻璃已点火生产，前板玻璃也将于年 内投产。今年 5 月，博山分公司太阳能发电玻璃基板升级改造项目，历时 4 个月改造时间正式投产，通过 1.5 亿元投资升级镀膜设备、窑炉内燃烧等工艺技术，达产后可实现年收入超 5 亿。此外公司还布局光伏玻璃产能， 宁夏 600t/d 光伏玻璃生产线 22Q1 已实现供货，宁夏 2 条 1200t/d 和马来西亚 1000t/d 产线预计于 2023 年投产。
3.2.2 旗滨集团
株洲旗滨集团股份有限公司（简称“旗滨集团”）成立于 2005 年。公司通过收购原株洲玻璃厂切入玻璃行 业，并于 2011 年在上海证券交易所 A 股上市，是一家集浮法玻璃、节能建筑玻璃、光伏玻璃、电子玻璃、药用 玻璃研发、生产、销售为一体的创新型国家高新技术企业。自 2005 年进军玻璃行业以来，引进国内外技术研发 专家团队与国际先进设备，不断优化工艺流程，创新玻璃技术，迅速发展成为国内大型的玻璃全产业集团之一。截止 2022 年 Q1，公司实控人俞其宾先生合计持有公司股权 40.34%，公司股权集中，股权结构稳定。
国内传统浮法玻璃龙头企业，产能分布广泛。截止 2021 年底，公司拥有日熔量 17600 吨的优质浮法玻璃生 产线 26 条，在产日熔量 65 吨的高铝电子玻璃生产线 2 条，在产日熔量 25 吨的中性硼硅药用玻璃素管生产线 1 条；拥有湖南醴陵、福建漳州、广东河源、浙江绍兴、浙江长兴、浙江平湖、马来西亚七大浮法玻璃原片生产 基地。同时，公司在湖南郴州、浙江宁波、福建漳州、云南昭通、辽宁本溪和马来西亚扩建、新建光伏玻璃生 产基地，并分别在广东河源、浙江绍兴、浙江长兴、湖南醴陵、天津、马来西亚新建六大节能建筑玻璃生产基 地。
以浮法玻璃为主体，多元化布局创造发展新动力。公司以浮法玻璃为主业，通过布局上游硅砂资源储备、 降低原材料运输费用和提高管理水平等手段，加强成本控制，增强自身盈利水平。公司毛利率从 2015 年的 17.23% 上升 32.81 个 pct 至 2021 年的 50.21%，净利率从 2015 年的 3.31%上升 25.65 个 pct 至 2021 年的 28.97%。同时， 公司在浮法玻璃产品之外不断开拓新业务，多元化布局建筑节能玻璃、光伏玻璃、电子玻璃以及药用玻璃等领 域，为自身发展注入新动力。
3.3 薄膜电池制造企业：行业景气度提升，企业加速技术研发与产线布局
3.3.1 First Solar
美国 First Solar 是全球最大的薄膜光伏电池组件生产商，也是碲化镉光伏电池光电转换效率的长期领先者。First Solar 成立于 1999 年，生产基地分布在美国、越南、马来西亚等地，2004 年实现低成本碲化镉电池量产， 此后全球光伏市场高景气促使 First Solar 产量和预订单量逐年上升，2021 年 First Solar 实际碲化镉组件产量为 7.9GW，目标在 2024 年达到 16GW。First Solar 研发的碲化镉薄膜电池光电转换效率处国际领先水平，实验室 光电转换效率可达 22.1%，组件光电转换效率可达 19.5%，产能提升和技术提升使组件单位成本呈下降趋势。
2015 年 First Solar 营业收入快速增长，2015 至 2017 年经历较大回落，2019 年公司退出 EPC 业务专注光伏 组件研发与生产，收入与利润水平波动回升。2021 年公司营业收入为 29.23 亿美元，扣非归母净利润为 3.21 亿 美元，销售毛利率为 24.97%，销售净利率为 16.03%。First Solar 重视碲化镉薄膜电池性能提升，研发费用支出 比重在 4%上下浮动。
3.3.2 成都中建材
成都中建材光电材料有限公司（以下简称“成都中建材”）隶属于中国建材集团旗下的凯盛集团。成都中建 材主营业务包含碲化镉发电玻璃生产，高纯稀散金属材料生产与销售，光伏系统设计、安装与运营。目前，在 成都中建材的全部直接和间接股东中，国务院国资委间接持股比例为 55%，成都市双流区国资局间接持股比例 为 10%。
在碲化镉发电玻璃生产领域，2017 年世界第一块大面积碲化镉（1.92 平方米）薄膜电池在成都中建材成功 下线，2018 年成都中建材建成世界第一条 100MW 大面积碲化镉薄膜电池工业生产线并全面投产。成都中建材 的碲化镉薄膜电池实验室效率突破20.24%，生产线光电转换效率达16.18%。目前碲化镉薄膜电池产能为100MW/ 年，发电玻璃产品包括“彩虹”系列、画卷系列、迷彩系列、中空、青瓦等。
3.3.3 龙焱能源
龙焱能源科技（杭州）有限公司（以下简称“龙焱能源”）是香港龙焱科技有限公司在中国境内的全资子公司。龙焱能源于 2017年引进浙江省最大国企浙能集团作为龙焱能源战略投资人，2018年引入深圳市国资委控 股的深圳致远投资作为战略投资者。目前，在龙焱能源的全部直接和间接股东中，浙江省国资委间接持股比例 为 15.77%，深圳市国资委间接持股比例为 14.02%，北京市国资委间接持股比例为 10.89%，省市国资委持股比 例超过 40%。
在碲化镉薄膜电池研发和生产领域，龙焱能源于 2011 年建成中国第一条拥有完全自主知识产权的 25 兆瓦 全自动碲化镉组件生产线，是建筑光伏一体化应用的行业领跑者。龙焱能源研发的碲化镉薄膜电池光电转换效 率处行业前列，实验室光电转换效率可达 20.3%，组件光电转换效率可达 16.148%。龙焱能源现有碲化镉光伏电 池组件产能 130MW/年，规划新增 100MW/年和 300MW/年两条产线。
3.3.4 中山瑞科
中山瑞科新能源有限公司（以下简称“中山瑞科”）成立于 2015 年 8 月，由中国新能源领军企业明阳智慧 能源集团股份公司投资控股。中山瑞科于 2018 年建成国内第一条拥有全自主知识产权的百兆瓦级、符合工业 4.0 标准的碲化镉薄膜电池生产线。中山瑞科的产品包括碲化镉标准光伏组件，可定制化 BIPV 系列，如透光组 件、彩色组件、彩釉组件、中空组件、发光组件、LED 组件、光伏瓦等，可广泛运用于工业屋顶、户用屋顶、 建筑幕墙、采光顶、外遮阳、停车棚、雨篷、公交站台等，产品应用于北京冬奥会速滑馆等。目前中山瑞科的 碲化镉薄膜电池实验室光电转换效率为 20%，量产光电转换效率为 16%；产能为 100MW/年，规划建设单线产 能 300MW 以上的大产能产线，组件效率达到 18%以上。
3.3.5 苏州协鑫光电
苏州协鑫光电科技有限公司（以下简称“苏州协鑫光电”）前身为厦门惟华光能有限公司，2016 年被协鑫 集团收购，成为协鑫布局钙钛矿技术的平台。2019 年，率先建成 10MW 级别大面积钙钛矿组件中试生产线，组 件尺寸为 45cm×65cm，光电转化效率达 15.3%。2021 年，苏州协鑫光电研发的全球首条 100MW 钙钛矿光伏组 件量产线在昆山开始试生产，可生产 2000mm×1000mm 超大尺寸钙钛矿光伏组件，光电转换效率达 18%，与 晶硅太阳能电池叠层后光电转换效率超过 30%。
3.3.6 杭州纤纳
杭州纤纳光电科技有限公司（以下简称“杭州纤纳”）成立于 2015 年，是全球知名的钙钛矿新材料光伏技 术领军企业，致力于“钙钛矿前沿技术、钙钛矿材料研究、相关产品及高端设备的设计研发、低碳制造和市场 化应用”。2021 年杭州纤纳在与中南建设集团签署战略合作框架协议打造全系列钙钛矿+发电建材，2022 年杭州 纤纳在衢州开工建设全球首个钙钛矿集中式光伏电站，装机规模 12MW，推进钙钛矿技术与传统光伏行业融合， 位于衢州的 100MW 量产线也已破土动工。
3.4 幕墙企业：加快转型步伐，战略合作+自建产线布局 BIPV
3.4.1 江河集团
江河创建集团股份有限公司前身北京江河幕墙股份有限公司成立于 1999 年，2011 年公司成功在上交所主 板上市。公司致力于提供绿色建筑系统和高品质医疗健康服务，坚持“双主业，多元化”发展战略，旗下拥有 JANGHO 江河幕墙、Sundart 承达集团、港源装饰、港源幕墙、SLD 梁志天设计集团、Vision、江河泽明、江河 华晟等行业知名品牌，业务遍布全球二十多个国家和地区。
2021 年营收规模创公司历史新高，2016-2021 年幕墙新增订单持续增长。在建筑幕墙业务领域，公司是集 产品研发、工程设计、精密制造、安装施工的幕墙系统整体解决方案提供商，主要承接高档写字楼、酒店、商 业综合体、企事业机关单位办公楼等建筑幕墙工程。公司幕墙业务均由江河幕墙、港源幕墙等子公司承接，其 中江河幕墙定位高端幕墙领域，港源幕墙定位于中高端幕墙领域，形成双品牌错位发展。2021 年，公司实现营收 207.89 亿元，同比增长 15.18%，营收规模创公司历史新高；2016 年-2021 年，公司幕墙工程当年新增订单持 续增长，2021 年幕墙订单约为 145.36 亿元，同比增长 3.28%。
此前江河集团已有光伏幕墙项目经验，自主研发能力加快公司切入新领域。此前光伏幕墙在幕墙工程中已 有应用，大多出现于标杆或示范工程，而公司业务定位高端，在转型战略定制前就已经有典型光伏幕墙项目的 施工经验，例如沙特首都第一高楼 Capital Market Authority Tower 的屋顶光电幕墙以及广州珠江城的单元式玻璃 幕墙及光伏幕墙等；同时，公司凭借较强的自主研发能力，已研发出 R35 屋面光伏建筑集成系统，该集成系统 从建筑角度进行开发设计、安装方便，形式灵活，可替换彩钢瓦直接做为屋面材料使用。因此，充足且专业的 项目经验以及高研发力带来的产品力将使得公司更快的切入光伏幕墙新领域。
2022 年上半年公司已中标光伏项目超 5 亿元，单价较高有望使公司营收快速提升。公司 2022 年上半年已 中标 3 个光伏建筑项目，合同总造价约人民币 6.13 亿元，其中北京工体光伏建筑屋面改造项目，中标金额为 2.78 亿元，项目改造后将成为北京十大建筑城市记忆工程；台泥杭州环保科技总部 14 号地块幕墙工程，中标金额为 2.56 亿元，项目建成后将成为当地地标性建筑之一。目前公司承接光伏项目的单个项目订单额以及幕墙建设单 价与公司其他项目相比均处于较高水平，未来在光伏幕墙渗透率不断提升的背景下，公司光伏幕墙订单数有望 进一步提升，进而带动公司营收规模快速增长。
3.4.2 亚厦股份
浙江亚厦装饰股份有限公司成立于 1995 年，并于 2010 年 3月在深交所上市。公司连续 16 年位列中国建筑 装饰百强龙头企业，聚焦“生产工厂化、加工机械化、装配成品化”现代装饰技术模式，开展建筑装饰装修工程、建筑幕墙工程、互联网家装等主营业务。公司幕墙业务主要由子公司亚厦幕墙承接，2018 年-2021 年，幕墙营业收入稳步上升，2021 年同比增长 12.97%至 32.13 亿，占营业收入比例为 26%。
亚厦幕墙综合实力位居行业前列。亚厦幕墙多年获得“中国建筑幕墙行业百强企业第二名”、“我最喜爱的 幕墙工程”以及相关工程奖项，客户美誉度较高，综合实力位居行业前列。公司在施工过程中已能成熟运用 3D 打印和 BIM 等先进技术，通过“BIM+3D”、“BIM+三维扫描精准分析”、“BIM+放线机器人精准定位”等方式， 高分辨率、快速获取现场表面各点的空间坐标并形成点云数据，并将施工现场转化为 3D 虚拟实体数字模型以 解决幕墙材料种类、规格、尺寸较多等挑战，成熟的施工技术使得公司已承接大量高难度的幕墙项目。
3.4.3 中国建筑兴业
中国建筑兴业集团有限公司 (前身“远东环球集团有限公司”)于 1969 年在香港成立，2010 年在香港联合 交易所重新上市（股票代码 00830.HK），旗下远东幕墙是香港历史最悠久、规模最大、市场占有率最高的幕墙 企业。2012 年 3 月，公司被中国建筑国际集团有限公司成功收购，业务规模实现跨越发展，正式成为中国海外 集团有限公司旗下成员。多年来，公司以中国内地、港澳业务为根基，成功进入英国、美国、加拿大、迪拜、 新加坡、日本、澳大利亚、智利等多个海外市场，业务遍及 5 个大洲、11 个国家，43 个城市，先后累计承建超 过 900 余座地标性建筑项目。
2021 年公司营业收入以及同比增速处于历史高位，幕墙业务表现亮眼。公司传统主业为幕墙工程建设，后 续分别在 2014 年、2017 年收购海悦建筑工程有限公司、中海监理有限公司开拓了总承包业务以及运营管理业 务，培养新增长极的同时与幕墙业务形成一定协同。2021 年，公司抓住香港市场复苏机遇，立足“大市场、大 业主、大项目”的营销战略，不断深化与现有大客户的战略合作关系，同时在内地坚持高端差异化的发展战略， 中标多个标志性优质项目。在大陆、香港两地区向上共振下，公司营业收入同比增长 38.79%至 62.95 亿港元， 达历史高位；其中幕墙工程业务表现亮眼，营收同比增速达 74.6%。
幕墙工程业务实力强劲，充足在手订单支撑营收增长。公司深耕幕墙市场多年，凭借先进的技术研发、优 秀的施工管理以及专业的设计团队，在全球范围内建造了多个标志性项目，实现了承接幕墙领域全球最高、最 难、最快工程的全满贯。2021 年，公司新签幕墙合约额达 62.48 亿港元，未完成幕墙合约额达 80.43 亿港元， 整体在手订单较为充足，短期内为公司后续营收提供增长基础。
公司 2022 年首个 BIPV 项目投入运营，示范项目有望实现复制。2022 年 7 月，公司位于远东珠海生产基 地的光伏幕墙员工餐厅顺利完工并投入试运营，该项目采用 BIPV 光伏屋面系统与立面系统，其中光伏屋顶面 积达 300 平米，由 64 组透光率 20%的光伏板组成；立面光伏板面积达 45 平方米，采用仿天然大理石材、仿木 纹、仿铝板和渐变色金属光伏板。以上组件均选用碲化镉薄膜电池组件，总计装机容量 36 千瓦，日均发电量约 80-110 度。该示范项目的成功落地有望发挥样板作用，进一步向市场推行 BIPV 项目的可行性与多样性，由此 实现项目复制，加快公司在 BIPV 领域的布局速度。
审核编辑 ：李倩
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原文标题：薄膜电池行业深度研究：薄膜电池，蓄势待发
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