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市場期待的鈣鈦礦中試產(chǎn)線,是光伏下一輪技術革命的開始嗎?
日期:2023-02-08   [復制鏈接]
責任編輯:sy_sunmengqian 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
近日鈣鈦礦技術的進展,相比于其他電池技術而言備注關注,因為市場預期今年可以實現(xiàn) GW 級別量產(chǎn),即市場關注鈣鈦礦中試產(chǎn)線的進展情況,但實際從中試線到量產(chǎn)商業(yè)化還有一大段距離要走,比如鈣鈦礦的穩(wěn)定性問題,壽命問題等核心痛點是否解決,是制約未來商業(yè)化量產(chǎn)的關鍵因素。

整體而言,研究肯定鈣鈦礦行業(yè)的進展,也看好未來鈣鈦礦在疊層以及多層等應用給光伏效率帶來的提升。但是研究認為現(xiàn)在即使實現(xiàn)了階段性的突破,但是鈣鈦礦想實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)以及應用還為時過早。

01鈣鈦礦在講什么故事?


光伏電池技術目前路線眾多,TOPcon,HJT,XBC,鈣鈦礦等技術百花齊放,究竟誰會是最后的主流路線不得而知,因為產(chǎn)業(yè)還處于試錯階段。但今天研究想重點聊聊鈣鈦礦。

簡單說,鈣鈦礦電池是一種類似于鈣鈦礦(CaTiO3)晶體結(jié)構(gòu)類似的 "ABX3" 化合物,而與字面意思并沒有什么關聯(lián),并不是鈣,也不是什么礦。鈣鈦礦之所以備受產(chǎn)業(yè)期待主要是因為效率,性能等方面相比于其他技術極具吸引力,一旦可以實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),將引起光伏行業(yè)巨震。

首先說下鈣鈦礦到底有哪些地方吸引人?

第一,效率遠高于晶硅電池。鈣鈦礦電池材料性能優(yōu)異,所以他不僅可以做成單結(jié),也可以做成疊層電池(比如和 HJT 疊層等),三層電池等等。晶硅電池的理論極限效率是 29.4%,而單結(jié)的鈣鈦礦就可以達到 33.7%,疊層模式下的鈣鈦礦理論轉(zhuǎn)換效率可達 50% 左右,而 HJT 目前最高轉(zhuǎn)換效率也就 27% 左右,可以說完全不在一個數(shù)量級上,完爆晶硅電池。即使從目前實驗室的轉(zhuǎn)換效率看鈣鈦礦 - 疊層實驗室效率也可以達到 32.5%,仍遠超晶硅電池。所以說因為鈣鈦礦電池效率的想象空間更大,使得鈣鈦礦電池技術極具吸引力。

第二,生產(chǎn)成本非常低。因為鈣鈦礦的生產(chǎn)流程相對于晶硅而言非常簡單,產(chǎn)業(yè)鏈顯著縮短,從原料到組件只需要 45 分鐘左右;而對于晶硅電池而言,硅料、硅片、電池、組件需要不同工廠加工,一套流程下來也要 3 天左右。此外,鈣鈦礦材料價格比晶硅更低,因為鈣鈦礦基礎材料都是基礎化工元素,而晶硅電池需要用到些稀有金屬。生產(chǎn)過程方面,鈣鈦礦因為怕高溫,而晶硅的生產(chǎn)前端工藝都是需要高溫操作,所以能耗也要比晶硅電池更低。此外,鈣鈦礦電池廠即鈣鈦礦的組件廠,而組件的成本中又以玻璃、封裝材料和電極材料為主要構(gòu)成,所以單 GW 生產(chǎn)成本是晶硅電池的一半。

那么既然優(yōu)點那么多,效率高,成本又低,為什么鈣鈦礦沒能大規(guī)模量產(chǎn)呢?因為鈣鈦礦電池屬于離子晶體材料,所以穩(wěn)定性比晶硅更差;且隨著鈣鈦礦電池面積做的更大,組件效率損失會較嚴重。雖然近期德國亥姆霍茲(HZB)研究中心的 Antonio Abate 領導的團隊稱,在鈣鈦礦電池穩(wěn)定性研究中取得了 " 里程碑式進展 ",以及產(chǎn)業(yè)鏈中不斷傳來好消息比如纖納 α 組件已順利通過 IEC61215、IEC61730 穩(wěn)定性全體系認證。這些產(chǎn)業(yè)進展表明鈣鈦礦在其缺點攻克方面一直在持續(xù)進步,雖然這并不意味著業(yè)內(nèi)最擔憂的鈣鈦礦量產(chǎn)的穩(wěn)定性問題得到解決。

02理想和現(xiàn)實差距有多大?


為什么在光伏眾多技術路線中,鈣鈦礦近期卻備受關注?最重要的原因是因為鈣鈦礦在今年有望實現(xiàn) 0-1 的突破性進展,從 MW 進入 GW 時代,所以市場重燃對鈣鈦礦的希望。

很多做鈣鈦礦的廠商并沒有上市,基本做鈣鈦礦的企業(yè)的產(chǎn)能都在 100-200MW 之間,比如協(xié)鑫光電 100MW、纖納光電 100MW、極電光電 150MW 等等,2022 年產(chǎn)能約 880MW,2023 年預計在 1.36GW。但是因為對鈣鈦礦前景的看好,眾多龍頭企業(yè)的擴產(chǎn)規(guī)劃都在如火如荼進行,預計到 2026 年規(guī)劃產(chǎn)能實現(xiàn)約 40GW。當然,值得注意的是,規(guī)劃不等于現(xiàn)實也不等于落地,至于理想到現(xiàn)實的偏差有多大,現(xiàn)在大談未來有多少產(chǎn)能并不現(xiàn)實。

且對于光伏行業(yè)而言,只談效率不講成本都是空談罷了,畢竟像目前 HJT 一直遲遲未能大規(guī)模量產(chǎn)的原因還是成本比 PERC 更高,可見無論效率說的再天花亂墜,量產(chǎn)的成本降不下來,也都只是空中樓閣而已。目前的龍頭比如協(xié)鑫光電、纖納光電等龍頭的鈣鈦礦產(chǎn)能還是 MW 級別的,規(guī)模上不去何談降本以及經(jīng)濟效益,所以雖然說現(xiàn)在因已經(jīng)實現(xiàn)了 0-1 的突破而狂歡,但冷靜下來心理還要清楚的是從 1-10 的距離還很遠。

此外研究認為,鈣鈦礦即使較去年形成了一定的突破,但是對于其大規(guī)模量產(chǎn)而言,還是個遠期問題,就像我們上文提到過的穩(wěn)定性問題,壽命短可以說是鈣鈦礦相比于晶硅電池而言的致命缺陷,一般晶硅電池的使用壽命是 25 年,但是目前鈣鈦礦電池使用壽命最長就在幾千小時,如果說鈣鈦礦在未來可以解決這些核心問題,那可以說是徹底顛覆般的光伏革命,但目前雖然有所進步,但是說顛覆,還為時過早。 

原標題:市場期待的鈣鈦礦中試產(chǎn)線,是光伏下一輪技術革命的開始嗎?
 
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