內(nèi)容概要：靶材，又稱“濺射靶材”，是在濺射過程中被高速金屬等離子體流轟擊的目標(biāo)材料，純度為99.95%以上，更換不同靶材可得到不同的膜系，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電或阻擋等功能。靶材是半導(dǎo)體、顯示面板、光伏等領(lǐng)域制備功能薄膜的核心原材料。相比半導(dǎo)體芯片，光伏領(lǐng)域?qū)τ跒R射靶材的純度和技術(shù)要求略低一籌，但隨著靶材尺寸的增大，光伏對濺射靶材的焊接結(jié)合率、平整度等指標(biāo)提出了更高的要求。在鈣鈦礦電池中，靶材成本中占比高，為其核心材料，具備十分重要的作用。相較晶硅技術(shù)路線，鈣鈦礦技術(shù)路線因無硅料成本，且生產(chǎn)溫度低、能耗成本下降等因素，靶材成本占比進(jìn)一步大幅提升。根據(jù)協(xié)鑫納米公布的其100MV鈣鈦礦組件成本構(gòu)成，總成本約為0.94元/W，其中靶材價值量占比高達(dá)37.2%；其次為玻璃及封裝材料，占比31.9%。鈣鈦礦作為第三代光伏技術(shù)，具備成本低、轉(zhuǎn)換效率高、應(yīng)用場景廣泛等多重優(yōu)勢，前景廣闊。據(jù)統(tǒng)計，2023年我國鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能約為0.5GW，主要來源仁爍光能150MW鈣鈦礦光伏組件項目的順利竣工投產(chǎn)、萬度光能200MW級可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池大試線落地等項目投產(chǎn)。截止到2024年3月底，國內(nèi)已有纖納光電、協(xié)鑫光電和極電光能3家百兆瓦級鈣鈦礦產(chǎn)線通線。仁爍光能、萬度光能、曜能科技、脈絡(luò)能源4家公司百兆瓦級鈣鈦礦中試線已陸續(xù)建成。預(yù)計到2030年中國鈣鈦礦電池產(chǎn)能將超350GW。靶材作為鈣鈦礦電池核心原材料之一，其在鈣鈦礦電池成本中的占較傳統(tǒng)晶硅光伏顯著提升，鈣鈦礦電池蓬勃發(fā)展帶動靶材行業(yè)持續(xù)升溫。未來鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化加速落地，將打開靶材成長空間，帶來更多增量需求，2022年我國鈣鈦礦電池靶材市場規(guī)模僅為0.1億元左右，預(yù)計到2030年市場規(guī)模將增長至263億元。

關(guān)鍵詞：鈣鈦礦電池發(fā)展現(xiàn)狀、鈣鈦礦電池靶材應(yīng)用環(huán)節(jié)、鈣鈦礦電池靶材市場規(guī)模、鈣鈦礦電池靶材市場現(xiàn)狀

一、鈣鈦礦電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

鈣鈦礦電池?是指利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池。鈣鈦礦電池的結(jié)構(gòu)主要由以下幾個關(guān)鍵部分組成：透明導(dǎo)電基底、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和金屬電極。鈣鈦礦最初指化學(xué)式為CaTiO3的礦物質(zhì)，及擁有CaTiO3結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。鈣鈦礦(Perovskite)，是以俄羅斯礦物學(xué)家L.A.Perovski的名字命名的。1839年，L.A.Perovski研究存在于烏拉爾山變質(zhì)巖中的鈦酸鈣(CaTiO3)時，首次提出了鈣鈦礦這一晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過多年發(fā)展，目前，鈣鈦礦材料定義演變?yōu)榫邆浠瘜W(xué)通式ABX3的物質(zhì)。

鈣鈦礦電池自2009年開始發(fā)展，到當(dāng)前鈣鈦礦電池技術(shù)研發(fā)已取得明顯進(jìn)展，在光電轉(zhuǎn)換效率方面，截至2024年5月，鈣鈦礦-晶硅疊層太陽電池的世界最高紀(jì)錄效率為33.9%（面積：1.0044 cm2），鈣鈦礦-晶硅疊層小組件的世界最高紀(jì)錄效率為28.6%（面積：258.14 cm2），鈣鈦礦-鈣鈦礦疊層電池的世界最高紀(jì)錄效率為29.1%（面積：0.0489 cm2），鈣鈦礦-鈣鈦礦疊層大面積電池的世界最高紀(jì)錄效率為28.2%（面積：1.038 cm2），鈣鈦礦-鈣鈦礦疊層微型組件的世界最高紀(jì)錄效率為24.5%（面積：20.25 cm2）。

國內(nèi)市場，新興鈣鈦礦電池企業(yè)紛紛涌現(xiàn)，鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)。鈣鈦礦技術(shù)目前尚處于產(chǎn)業(yè)化早期，電池結(jié)構(gòu)、材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設(shè)備仍在持續(xù)迭代中，鈣鈦礦電池廠商積極驗(yàn)證技術(shù)方向，加速推進(jìn)鈣鈦礦電池量產(chǎn)進(jìn)程。據(jù)統(tǒng)計，2023年我國鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能約為0.5GW，主要來源仁爍光能150MW鈣鈦礦光伏組件項目的順利竣工投產(chǎn)、萬度光能200MW級可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池大試線落地等項目投產(chǎn)。截止到2024年3月底，國內(nèi)已有纖納光電、協(xié)鑫光電和極電光能3家百兆瓦級鈣鈦礦產(chǎn)線通線。仁爍光能、萬度光能、曜能科技、脈絡(luò)能源4家公司百兆瓦級鈣鈦礦中試線已陸續(xù)建成。此外，多家鈣鈦礦公司正在建設(shè)中試線以及更多的實(shí)驗(yàn)室小試線建成或在建。隆基綠能、晶科能源、通威、正泰新能、天合光能、阿特斯等晶硅電池企業(yè)依托晶硅太陽電池的技術(shù)優(yōu)勢，選擇鈣鈦礦-晶硅疊層太陽電池路線，突破晶硅太陽電池的效率限制。寧德時代、比亞迪、京東方等上市公司也有布局鈣鈦礦行業(yè)，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和專利儲備。預(yù)計到2030年中國鈣鈦礦電池產(chǎn)能將超350GW。

二、鈣鈦礦電池靶材行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

靶材，又稱“濺射靶材”，是在濺射過程中被高速金屬等離子體流轟擊的目標(biāo)材料，純度為99.95%以上，更換不同靶材可得到不同的膜系，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電或阻擋等功能。靶材是半導(dǎo)體、顯示面板、光伏等領(lǐng)域制備功能薄膜的核心原材料。相比半導(dǎo)體芯片，光伏領(lǐng)域?qū)τ跒R射靶材的純度和技術(shù)要求略低一籌，但隨著靶材尺寸的增大，光伏對濺射靶材的焊接結(jié)合率、平整度等指標(biāo)提出了更高的要求。

在鈣鈦礦電池中，靶材成本中占比高，為其核心材料，具備十分重要的作用。相較晶硅技術(shù)路線，鈣鈦礦技術(shù)路線因無硅料成本，且生產(chǎn)溫度低、能耗成本下降等因素，靶材成本占比進(jìn)一步大幅提升。根據(jù)協(xié)鑫納米公布的其100MV鈣鈦礦組件成本構(gòu)成，總成本約為0.94元/W，其中靶材價值量占比高達(dá)37.2%；其次為玻璃及封裝材料，占比31.9%。

鈣鈦礦電池制作工序中，ITO導(dǎo)電玻璃、空穴傳輸層、電子傳輸層、金屬背電極的制作均會用到各類靶材。在TCO玻璃環(huán)節(jié)，TCO玻璃，是在平板玻璃表面通過物理或者是化學(xué)鍍膜的方法均勻鍍上一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，主要包括銦（In）、錫（Sn）、鋅（Zn）和鎘（Cd）氧化物及其復(fù)合多元氧化物薄膜。按膜層成分來分，TCO玻璃可分為ITO-TCO玻璃、摻雜氟的二氧化錫（FTO-TCO）玻璃、摻鋁氧化鋅透明導(dǎo)電膜（AZO-TCO）玻璃。ITO玻璃的導(dǎo)電材料是摻錫的氧化銦，主要采用PVD(磁控濺射)工藝生產(chǎn)，早期曾應(yīng)用于光伏電池，后來由于光伏電池對光吸收性能要求提高，ITO玻璃性能無法滿足要求且含有稀有元素銦價格較貴，目前主要應(yīng)用于顯示領(lǐng)域。FTO玻璃的導(dǎo)電材料為摻氟的氧化錫SnO2:F，主要采用CVD工藝生產(chǎn)，也可以用PVD方法制作。其導(dǎo)電性能比ITO略差，但成本相對較低，且更便于激光刻蝕，目前已成為薄膜電池主流選擇。AZO玻璃導(dǎo)電材料為摻Al的氧化鋅ZnO:Al，主要采用PVD（磁控濺射）工藝生產(chǎn)，其導(dǎo)電性、光透過率相比FTO玻璃都更優(yōu)，但目前仍存在膜層偏軟、刻蝕后難長期存放等缺點(diǎn)，在工業(yè)化中只有少量應(yīng)用。

空穴傳輸層主要作用是從鈣鈦礦層中提取空穴并將空穴傳輸?shù)较鄳?yīng)電極，阻擋電子的進(jìn)入和傳輸，另外還具有優(yōu)化界面、調(diào)節(jié)各層能級匹配等作用。空穴傳輸層常用的制備工藝為濺射PVD、蒸鍍PVD或刮涂法。氧化鎳材料常選用PVD法，PTAA等有機(jī)物常使用刮涂制備或噴霧熱解法制備。常用的空穴傳輸材料主要為有機(jī)小分子、有機(jī)導(dǎo)電高分子共軛聚合物和無機(jī)半導(dǎo)體三類，其中無機(jī)半導(dǎo)體中的氧化鎳由于價格低廉而被產(chǎn)業(yè)端廣泛應(yīng)用。

電子傳輸層的主要作用是從鈣鈦礦層中提取電子并將電子傳輸?shù)较鄳?yīng)電極，同時阻擋空穴的進(jìn)入和傳輸，改善吸光層和電極層之間的接觸，在反式結(jié)構(gòu)中還可以作為阻水層和金屬離子擴(kuò)散層屏障。電子傳輸層材料需要與鈣鈦礦層材料能級匹配，主要分為有機(jī)和無機(jī)兩類材料。有機(jī)材料主要包括富勒烯及其衍生物、非富勒烯材料、小分子，無機(jī)材料主要為N型金屬氧化物納米顆粒，如SnO2、TiO2等。若選擇有機(jī)材料會使用蒸鍍工藝，若選擇金屬氧化物作為電子傳輸層則常選用氣相沉積。

相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2025年中國鈣鈦礦電池靶材行業(yè)市場全景評估及未來趨向研判報告》

鈣鈦礦作為第三代光伏技術(shù)，具備成本低、轉(zhuǎn)換效率高、應(yīng)用場景廣泛等多重優(yōu)勢，前景廣闊，而靶材在其成本中的占較傳統(tǒng)晶硅光伏顯著提升，鈣鈦礦電池蓬勃發(fā)展帶動靶材行業(yè)持續(xù)升溫。未來鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化加速落地，將打開靶材成長空間，帶來更多增量需求，2023年全球鈣鈦礦電池靶材市場規(guī)模僅為0.1億元左右，預(yù)計到2030年市場規(guī)模將增長至105.1億元。

由于濺射鍍膜工藝起源于國外，所需要的濺射靶材產(chǎn)品性能要求高、專業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)，因此，長期以來全球?yàn)R射靶材研制和生產(chǎn)主要集中在美國、日本少數(shù)幾家公司，產(chǎn)業(yè)集中度高，以霍尼韋爾（美國）、日礦金屬（日本）、東曹（日本）等為代表。未來在阿石創(chuàng)、隆華科技等國內(nèi)企業(yè)持續(xù)發(fā)力下，靶材國產(chǎn)化水平將不斷提升。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（www.szxuejia.com）發(fā)布的《2025年中國鈣鈦礦電池靶材行業(yè)市場全景評估及未來趨向研判報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。