昆山協(xié)鑫光電材料有限公司(下稱協(xié)鑫光電)5月13日宣布完成數(shù)億元人民幣B輪融資,由國(guó)內(nèi)某知名機(jī)構(gòu)領(lǐng)投,光源資本擔(dān)任財(cái)務(wù)顧問(wèn)。此次融資將用于進(jìn)一步完善公司100MW鈣鈦礦生產(chǎn)線和工藝。
鈣鈦礦是光伏發(fā)電領(lǐng)域的前沿明星技術(shù)。較為普遍的業(yè)內(nèi)觀點(diǎn)認(rèn)為,當(dāng)前主流PERC技術(shù)之后的未來(lái)屬于異質(zhì)結(jié)或者TOPCon,而異質(zhì)結(jié)和TOPCon之后的未來(lái),屬于鈣鈦礦。
近年來(lái),包括協(xié)鑫光電在內(nèi)的中國(guó)本土企業(yè)在鈣鈦礦技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域領(lǐng)跑全球同行。鈣鈦礦領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)與研發(fā)團(tuán)隊(duì)也獲得了資本與龍頭企業(yè)的青睞。
據(jù)澎湃新聞了解,在學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界共同努力下,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池當(dāng)前在穩(wěn)定性、效率等方面已獲得與晶硅電池同等或更佳的效果。協(xié)鑫光電作為目前最大尺寸鈣鈦礦電池記錄的保持者,正致力于開(kāi)發(fā)1m×2m大尺寸鈣鈦礦組件,在度電成本比晶硅更低的情況下,開(kāi)啟鈣鈦礦電池的商業(yè)化量產(chǎn)。
鈣鈦礦量產(chǎn)電池實(shí)際效能將超過(guò)晶硅
隨著全球能源轉(zhuǎn)型加速推進(jìn),以風(fēng)光為主的可再生能源發(fā)電成本持續(xù)下降。
據(jù)《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2021)》,晶硅太陽(yáng)能電池中轉(zhuǎn)換效率最高的 p 型單晶電池已將效率提升至23.2%,對(duì)應(yīng)組件效率約在20%區(qū)間。同時(shí),光伏已實(shí)現(xiàn)度電成本趨近或低于火電(2021年光伏最低中標(biāo)價(jià)低至0.1476元/kWh,火電價(jià)格因燃料價(jià)格波動(dòng)從0.1-0.4元/kWh不等,基于20年長(zhǎng)期煤價(jià)平均為0.189元/kWh)。
鈣鈦礦電池因其轉(zhuǎn)化效率上限更高,度電成本更低,成為目前公認(rèn)的下一代光伏電池技術(shù)。在國(guó)家能源局、科技部聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》中,高效鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)、高效低成本光伏電池技術(shù)均被列為先進(jìn)可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)的重點(diǎn)任務(wù)。1m×2m鈣鈦礦組件
1m×2m鈣鈦礦組件
據(jù)介紹,在鈣鈦礦電池領(lǐng)域,協(xié)鑫光電于2019年完成了尺寸為45cm×65cm的鈣鈦礦組件效率認(rèn)證,經(jīng)全球最權(quán)威的光伏組件商業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)TüV Rheinland認(rèn)證,效率達(dá)15.31%(現(xiàn)已經(jīng)提升至17%),是目前為止全球面積最大、組件效率認(rèn)證最高的鈣鈦礦組件。協(xié)鑫光電也成為全球唯一一家取得鈣鈦礦組件實(shí)用化產(chǎn)品商業(yè)認(rèn)證的企業(yè)。
目前協(xié)鑫光電生產(chǎn)的尺寸為1m×2m的全球最大尺寸鈣鈦礦組件已經(jīng)下線,投建的全球首條100MW量產(chǎn)線已在昆山完成廠房和主要硬件建設(shè),計(jì)劃2022年投入量產(chǎn)。預(yù)計(jì)在工藝和產(chǎn)能穩(wěn)定后,量產(chǎn)組件產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)化效率將超過(guò)18%??紤]到晶硅電池工作溫度每上升1度,效率將下降0.3%,鈣鈦礦電池則保持不變,該組件產(chǎn)品已經(jīng)與主流PERC組件效率相差不大,加之更好的弱光效應(yīng),可實(shí)現(xiàn)更好的實(shí)際發(fā)電量,成本有望降低到晶硅產(chǎn)品的70%。
未來(lái),鈣鈦礦組件的效率預(yù)計(jì)將進(jìn)一步提升至25%以上。協(xié)鑫光電認(rèn)為,鈣鈦礦組件在發(fā)電量和度電成本上將超過(guò)當(dāng)前主流的晶硅組件,下一代光伏電池已達(dá)到大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用的臨界點(diǎn)。
從理論效率上看,新式鈣鈦光伏電池的單層理論效率可達(dá)33%;鈣鈦礦疊層電池,包括晶硅/鈣鈦礦的雙節(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達(dá)43%,鈣鈦礦三節(jié)層電池理論效率可達(dá)50%以上。其亦認(rèn)為,光電轉(zhuǎn)換效率高,制作工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本和材料成本低,是鈣鈦礦電池的顯著優(yōu)勢(shì)。
鈣鈦礦“可升級(jí)”
鈣鈦礦作為有機(jī)光伏電池第一次出現(xiàn)是在2009年,由于鈣鈦礦在配方上的“可升級(jí)”特點(diǎn),鈣鈦礦技術(shù)的迭代速度遠(yuǎn)超以往的光伏電池技術(shù)。
數(shù)據(jù)顯示,從13%到26%的光電轉(zhuǎn)換效率(實(shí)驗(yàn)室),晶硅電池用了超過(guò)40年,而鈣鈦礦只用了10年。此外,鈣鈦礦早期出現(xiàn)過(guò)的穩(wěn)定性等問(wèn)題也已經(jīng)被學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界解決。
2019年,上海交通大學(xué)學(xué)者在《Science》上刊文稱,其已經(jīng)設(shè)計(jì)出60攝氏度條件下連續(xù)工作1000小時(shí),仍保持90%初始效率的鈣鈦礦電池,2021年學(xué)界進(jìn)一步將這一指標(biāo)推升至2000小時(shí)。
在產(chǎn)業(yè)界,鈣鈦礦產(chǎn)品已經(jīng)能通過(guò)基于晶硅標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性測(cè)試。以協(xié)鑫光電的100MW量產(chǎn)線為例,預(yù)計(jì)下線產(chǎn)品的使用壽命將超過(guò)25年。北京冬奧會(huì)期間運(yùn)行的全球首個(gè)鈣鈦礦光伏建筑項(xiàng)目,坐落于張家口,外墻采用協(xié)鑫光電1m×2m大尺寸鈣鈦礦組件搭建。
北京冬奧會(huì)期間運(yùn)行的全球首個(gè)鈣鈦礦光伏建筑項(xiàng)目,坐落于張家口,外墻采用協(xié)鑫光電1m×2m大尺寸鈣鈦礦組件搭建。
協(xié)鑫光電創(chuàng)始人、CEO范斌表示,鈣鈦礦技術(shù)一方面有更高的效率天花板,一方面因?yàn)榈蜏亍⑷芤杭庸さ墓に?,在成本、尺寸極限上都有優(yōu)勢(shì);同時(shí)鈣鈦礦技術(shù)最大的特點(diǎn)是可以不斷實(shí)現(xiàn)升級(jí),比如通過(guò)配方優(yōu)化、封裝工藝提升,目前產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)將鈣鈦礦電池穩(wěn)定性提升到晶硅同等水平。
在大尺寸方面,目前協(xié)鑫光電仍然是這一領(lǐng)域的紀(jì)錄保持者。范斌說(shuō),大尺寸鈣鈦礦電池一個(gè)系統(tǒng)工程,需解決大面積鍍膜、大面積激光刻畫(huà)、封裝等問(wèn)題,也需要重新設(shè)計(jì)和制造對(duì)應(yīng)的設(shè)備、篩選和開(kāi)發(fā)材料并不斷測(cè)試,這是在時(shí)間和路徑上都無(wú)法跳過(guò)的技術(shù)壁壘。
原標(biāo)題:下一代光伏電池明星鈣鈦礦是什么