近期，上海證券報記者多方采訪了解到，下一代光伏技術(shù)鈣鈦礦已廣泛被光伏界看好。除了專研這項技術(shù)的創(chuàng)業(yè)公司之外，頭部晶硅企業(yè)基本已組建團隊開發(fā)鈣鈦礦-晶硅疊層電池。部分頭部晶硅企業(yè)計劃在未來3年內(nèi)制造出疊層電池產(chǎn)品。
記者注意到，雖然產(chǎn)業(yè)前景巨大，但鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)目前尚未成熟。鈣鈦礦電池制造工藝百花齊放，鈣鈦礦光伏最優(yōu)的產(chǎn)品形態(tài)也未有定數(shù)。
鹿山新材董事長汪加勝對記者表示，該產(chǎn)業(yè)還處在“從0到0.5”的階段，若要實現(xiàn)“從0到1”的突破，尚需攻克電池壽命與穩(wěn)定性、大面積組件制造等多項關(guān)鍵挑戰(zhàn)。目前光伏界對“做鈣鈦礦”是明確的，但究竟“如何做”，還在摸索之中。
發(fā)展鈣鈦礦已成光伏行業(yè)共識
2024年年初，上海證券報曾報道，最近兩年晶硅企業(yè)快速完成了“從質(zhì)疑鈣鈦礦到理解鈣鈦礦，再到加入鈣鈦礦”的轉(zhuǎn)變。預(yù)計2024年晶硅企業(yè)對鈣鈦礦技術(shù)的投入將有增無減。
記者近日從多家晶硅光伏企業(yè)了解到，晶硅光伏行業(yè)頗為重視鈣鈦礦-晶硅疊層電池的開發(fā)。部分晶硅企業(yè)公開了鈣鈦礦-晶硅疊層電池開發(fā)時間表。例如，晶科能源計劃2026年開發(fā)出效率34.0%以上的鈣鈦礦/TOPCon疊層電池；東方日升計劃2027年開發(fā)出功率850W以上、效率30%的鈣鈦礦疊層電池；通威股份預(yù)計在2024年建成鈣鈦礦-晶硅疊層電池中試線。
除了晶硅企業(yè)外，之前在鈣鈦礦研發(fā)中“唱主角”的“光伏新勢力”——即沒有晶硅產(chǎn)線“包袱”、純做鈣鈦礦的初創(chuàng)企業(yè)，也在積極研發(fā)，競逐產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先位置。
4月22日，光因科技宣布登頂美國NREL最高鈣鈦礦組件穩(wěn)態(tài)效率世界紀錄榜。光因科技介紹，公司研發(fā)的大尺寸（光照面積1027.1平方厘米）鈣鈦礦太陽能電池組件，在NREL進行的最高效率點追蹤輸出（MPPT）的嚴格測試中實現(xiàn)了零衰減，其穩(wěn)態(tài)效率認證達到19.2%，是NREL所有紀錄中首個突破1000平方厘米級的鈣鈦礦單結(jié)大尺寸組件，成為目前世界紀錄中最大面積、最高認證效率的鈣鈦礦太陽能電池組件。
鈣鈦礦既是“民營晶硅的比武場”，也是“能源央企的必爭地”——某從事鈣鈦礦研發(fā)的能源類央企相關(guān)負責人曾在近期的公開場合給出這樣的評價。央企對鈣鈦礦技術(shù)的關(guān)注度由此可見一斑。據(jù)記者了解，部分央企計劃在今年擴大鈣鈦礦示范電站建設(shè)規(guī)模。
汪加勝對記者表示，發(fā)展鈣鈦礦已經(jīng)成為光伏行業(yè)的共識。像隆基綠能、天合光能、晶科能源、協(xié)鑫光電、極電光能、纖納光電等下游企業(yè)都在紛紛布局鈣鈦礦組件及電池的產(chǎn)業(yè)化。光伏企業(yè)希望在現(xiàn)階段的光伏行情下，找到新的突破口。也許疊層電池在幾年后就會掀起一場光伏電池技術(shù)的巨大革命。
汪加勝介紹，作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的材料企業(yè)，鹿山新材積極跟進鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)趨勢，目前針對鈣鈦礦光伏開發(fā)的產(chǎn)品包括專用封裝膠膜以及丁基膠。鹿山新材推出的熱塑性聚烯烴封裝膠膜可以實現(xiàn)鈣鈦礦的低溫快速封裝，具有高透光、高粘接以及高水汽阻隔性能，從而延長鈣鈦礦組件的使用壽命。目前這款膠膜已達到量產(chǎn)水平，在國內(nèi)多家鈣鈦礦頭部企業(yè)進入測試導(dǎo)入階段。此外，鹿山新材開發(fā)的丁基膠產(chǎn)品已滿足主要客戶的性能要求，也在測試導(dǎo)入中。
設(shè)備企業(yè)推出整線解決方案
為新進入者提供便利
在新技術(shù)“淘金熱”中，設(shè)備企業(yè)作為“賣鏟人”，往往可先行感知下游建設(shè)的動向。記者了解到，不少設(shè)備企業(yè)積極開發(fā)鈣鈦礦生產(chǎn)設(shè)備，有實力的設(shè)備商還推出了鈣鈦礦制造整線解決方案。投資過多家鈣鈦礦公司的東嵐集團董事長沈承勇對記者表示，整線解決方案降低了鈣鈦礦生產(chǎn)新進入者的門檻，與當下鈣鈦礦行業(yè)的發(fā)展階段相匹配。這也折射出鈣鈦礦行業(yè)正在吸引更多企業(yè)進場嘗試。
捷佳偉創(chuàng)相關(guān)人士近日公開介紹，公司已大舉投入鈣鈦礦設(shè)備開發(fā)領(lǐng)域。捷佳偉創(chuàng)為鈣鈦礦行業(yè)提供三類整線解決方案，包括試驗線、百兆瓦鈣鈦礦薄膜電池量產(chǎn)線、百兆瓦鈣鈦礦疊層電池量產(chǎn)線。從實驗室到量產(chǎn)，從單結(jié)到疊層，捷佳偉創(chuàng)均“配套齊全”，希望為客戶鈣鈦礦制造能力的持續(xù)發(fā)展提供支持。
先導(dǎo)智能聯(lián)合旗下孵化的設(shè)備企業(yè)微導(dǎo)納米（已上市）、無錫光導(dǎo)精密科技有限公司、江蘇氫導(dǎo)智能裝備有限公司，共同拼起“先導(dǎo)系”在鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備上的全面覆蓋。
記者了解到，與京東方合作緊密的合肥欣奕華智能機器股份有限公司正在積極開發(fā)鈣鈦礦蒸鍍設(shè)備。此前京東方已宣布進入鈣鈦礦光伏行業(yè)。業(yè)內(nèi)人士對記者表示，顯示面板制造技術(shù)與鈣鈦礦制造技術(shù)較為類似。
不過，沈承勇對記者介紹，鑒于目前制造鈣鈦礦電池的工藝路線尚未確定，設(shè)備企業(yè)尚未大規(guī)模增加產(chǎn)能。
在效率之外
電池壽命和穩(wěn)定性亦是關(guān)鍵
從公開信息來看，電池效率節(jié)節(jié)攀升是鈣鈦礦行業(yè)最常傳來的“喜報”，投資者往往通過效率指標觀察鈣鈦礦技術(shù)的進展。
不過，一個與效率同等重要的指標——穩(wěn)定性（或“可靠性”，指隨著使用時間的增加，電池效率不發(fā)生衰減）也亟待提升。記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性成為鈣鈦礦光伏的“短板”，是鈣鈦礦走向大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。
近期，一位大型晶硅企業(yè)鈣鈦礦研究負責人分享的一張“鈣鈦礦-晶硅疊層電池產(chǎn)業(yè)化路線圖”顯示，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)從萌生到成熟可劃分為六個階段。該負責人認為，目前鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)主流已走過第一個階段“理論研究階段”，進入第二步“實驗室提效階段”。在“實驗室提效階段”，電池效率快速提升是明顯標志，不斷傳出的鈣鈦礦光伏效率提升新聞?wù)∽C著這一點。不過該人士預(yù)計，再過一兩年，這一階段效率提升會進入平臺期。
該負責人說，接下來的第三階段“可靠性提升階段”是一大難題。目前行業(yè)對于鈣鈦礦電池的可靠性研究相對滯后，并且缺少判定可靠性的標準和實測數(shù)據(jù)。在完成“可靠性提升階段”之后，行業(yè)才可以進入最后三個階段“量產(chǎn)工藝論證階段”“量產(chǎn)放大階段”和“持續(xù)降本增效階段”，而量產(chǎn)放大對企業(yè)來講是相對容易的。
記者了解到，目前的鈣鈦礦組件在使用一年后，光電轉(zhuǎn)化效率可能衰減1至3個百分點，而長期的效率衰減表現(xiàn)尚未得到充分了解。效率衰減將影響下游客戶對鈣鈦礦光伏的接受度。
去年，“光伏新勢力”纖納光電提出“穩(wěn)效協(xié)同”概念，呼吁行業(yè)在關(guān)注組件提效的同時，也要注重提升穩(wěn)定性。目前行業(yè)對穩(wěn)定性的重視日益提升，不少企業(yè)在發(fā)表新的效率認證結(jié)果時，會強調(diào)穩(wěn)定性表現(xiàn)良好，如前述光因科技發(fā)表的最新成果。
此外，不少企業(yè)還將穩(wěn)定性挑戰(zhàn)看作另一種機遇——穩(wěn)定性標準的空缺，意味著有機會成為標準制定者。目前，國內(nèi)企業(yè)正在推進鈣鈦礦組件穩(wěn)定性相關(guān)標準的制定，有望讓中國這項產(chǎn)業(yè)標準成為世界標準。
汪加勝對記者分析，除了鈣鈦礦電池壽命與穩(wěn)定性問題這一目前最限制鈣鈦礦光伏發(fā)展的核心難題，鈣鈦礦光伏還面臨著大尺寸制造問題，目前大尺寸鈣鈦礦組件效率還遠達不到理論水平。此外，從鈣鈦礦組件封裝材料看，其也還有很多提升空間。
總體來看，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在還處于“從0到0.5”的發(fā)展階段。鈣鈦礦以及鈣鈦礦-晶硅疊層電池若要實現(xiàn)“從0到1”的突破，還需要解決如上技術(shù)瓶頸，并形成GW級以上規(guī)?；a(chǎn)能。沈承勇預(yù)計，未來幾年市場會看到不少鈣鈦礦-晶硅疊層電池組件樣品，但產(chǎn)業(yè)距離大規(guī)模量產(chǎn)尚有一段時間。
來源：上海證券報
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