最近一段時(shí)間，我國在鈣鈦礦電池領(lǐng)域不斷取得突破。
作為第三代新型高效光伏電池技術(shù)，盡管鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)仍處于從0-1階段，但鈣鈦礦效率提升速度快且潛力大，諸多業(yè)內(nèi)人士也十分看好鈣鈦礦的未來。
隨著傳統(tǒng)晶硅企業(yè)及央國企等迅速入局，鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速?？拼贂?huì)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)分會(huì)分析工作組負(fù)責(zé)人接受媒體采訪時(shí)，曾用“風(fēng)起于青萍之末”來形容今年的鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)。在第五屆全球鈣鈦礦與疊層電池（蘇州）產(chǎn)業(yè)化論壇上，多位嘉賓認(rèn)為，2024年有望成為鈣鈦礦的“產(chǎn)業(yè)大年”。
不難看出，在一系列技術(shù)突破之后，企業(yè)對(duì)鈣鈦礦量產(chǎn)呈現(xiàn)著較為樂觀的態(tài)度。根據(jù)極電光能的規(guī)劃，到2025年，其組件將完成商業(yè)化驗(yàn)證，屆時(shí)開始大規(guī)模銷售。
前景可期
今年以來，鈣鈦礦電池在技術(shù)上不斷取得重大突破。
近日，首款鈣鈦礦/混合型BC（Hybrid BC）四端疊層太陽電池在光伏行業(yè)正式面世，轉(zhuǎn)換效率33.94%，可以說是太陽電池界的一次技術(shù)大進(jìn)步。
就在上個(gè)月，協(xié)鑫光電發(fā)布消息，鈣鈦礦單結(jié)組件效率達(dá)到18.04%，打破了世界紀(jì)錄。4天后，極電光能宣布商用尺寸鈣鈦礦組件全面積效率達(dá)到18.2%，創(chuàng)下新紀(jì)錄。
不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，鈣鈦礦組件效率的再次提升，將為光伏電池的發(fā)展拓展更大空間。
極電光能副總裁姜偉龍接受光伏Time采訪表示，18%的效率是一個(gè)臨界點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)上能跟晶硅PK，但在市場端是不夠的，“18%更多是紙面上的象征意義的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，作為新技術(shù)要讓市場接受，還需要進(jìn)一步提升效率。但是目前已經(jīng)不止一家企業(yè)能做到18%，說明這個(gè)技術(shù)確實(shí)是有前途的。”
協(xié)鑫光電總經(jīng)理田清勇接受光伏Time采訪時(shí)也表示，18%效率的單結(jié)組件是下一步做疊層組件非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。“基于18%的單結(jié)效率，公司有信心在明年做出至少26%效率的2平米鈣鈦礦疊層組件。”
田清勇介紹，26%的組件效率在光伏行業(yè)具有里程碑意義，26%是晶硅組件難以企及的效率上限，但只是鈣鈦礦疊層的效率起點(diǎn)。
據(jù)了解，11月30日，協(xié)鑫光電研發(fā)的面積為279mm×370mm的鈣鈦礦疊層組件效率達(dá)到26.17%，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
在持續(xù)提升組件效率上，協(xié)鑫光電有清晰的技術(shù)路徑，田清勇表示，從26%效率起步，公司預(yù)期疊層組件的量產(chǎn)效率未來可以達(dá)到35%以上。
而此次協(xié)鑫光電的疊層組件采用的是鈣鈦礦與晶硅并聯(lián)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。田清勇介紹，并聯(lián)方案是組件級(jí)的疊層思路，底層的核心是大面積鈣鈦礦技術(shù)，也就是說，需要先將大面積鈣鈦礦或者單結(jié)組件做好，然后將鈣鈦礦與晶硅電池進(jìn)行電壓匹配，從而做出高效率的并聯(lián)疊層組件。其中絕大多數(shù)的技術(shù)難點(diǎn)在于制備大面積鈣鈦礦。
最近兩個(gè)月以來，鈣鈦礦電池效率屢破紀(jì)錄。除極電光能和協(xié)鑫光電的技術(shù)突破外，11月，樂天鈣鈦光電與中國科學(xué)院化學(xué)所合作研發(fā)的鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了26.25%的權(quán)威第三方認(rèn)證效率。而不久前，極電光能研發(fā)的810.1cm²大尺寸鈣鈦礦組件穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到19.5%，再次刷新世界紀(jì)錄榜單上最大尺寸的鈣鈦礦組件效率紀(jì)錄。
可以說，作為第三代光伏技術(shù)，鈣鈦礦今年在技術(shù)上完成了爬坡階段。
對(duì)此，姜偉龍深有感觸，他說，行業(yè)爆發(fā)其實(shí)不是一日之功，是大家的日積月累，這代表了整個(gè)行業(yè)的一個(gè)突破。
而在過去兩年陸續(xù)實(shí)現(xiàn)大面積鈣鈦礦實(shí)驗(yàn)室技術(shù)成熟和連續(xù)化生產(chǎn)工藝成熟之后，極電光能明年的核心目標(biāo)是，通過150MW試制線的精益打磨和全球首個(gè)GW工廠的建設(shè)實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦的“工廠成熟”。到2025年，鈣鈦礦市場成熟之際，其產(chǎn)品能在市場端與晶硅正面競爭，開始大規(guī)模銷售。
不難看出，在一系列技術(shù)突破之后，企業(yè)對(duì)量產(chǎn)目標(biāo)呈現(xiàn)著較為樂觀的態(tài)度。只是不知市場上的接受度如何。根據(jù)華泰證券分析，鈣鈦礦新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用節(jié)點(diǎn)有望提前到來。
中國科學(xué)院院士、科促會(huì)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)分會(huì)名譽(yù)會(huì)長褚君浩也表示，作為第三代太陽能電池，鈣鈦礦具有優(yōu)越的光電性能，盡管目前還在研究初期，但大面積電池制備已取得很大進(jìn)展，前景可期。
資本市場魚龍混雜
今年4月，七國集團(tuán)（G7）氣候、能源和環(huán)境部長會(huì)議發(fā)布《聯(lián)合聲明》稱，將推進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池等領(lǐng)域的技術(shù)革新，這也引發(fā)了市場對(duì)鈣鈦礦太陽能電池的強(qiáng)烈關(guān)注。
早在去年，資本市場對(duì)鈣鈦礦的反應(yīng)便十分強(qiáng)烈，也不斷有追趕者入局。除隆基、天合光能、阿特斯、晶澳、東方日升等光伏企業(yè)外，比亞迪、長城等車企，電池巨頭寧德時(shí)代，風(fēng)電巨頭明陽集團(tuán)，中核集團(tuán)等央企紛紛布局鈣鈦礦賽道。
11月，鈣鈦礦電池賽道又添了一員大將。京東方進(jìn)行了鈣鈦礦光伏項(xiàng)目啟動(dòng)儀式，這也意味著，這家面板龍頭正式進(jìn)軍光伏領(lǐng)域。可以說，鈣鈦礦賽道受到了資本的熱捧。
當(dāng)被問及怎樣看待這波熱潮時(shí)，姜偉龍表示，本質(zhì)上還是行業(yè)自身的需要，“因?yàn)榇蠹乙呀?jīng)看到晶硅技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)瓶頸，眼看著只有內(nèi)卷這一條路了。”
田清勇也提到，在晶硅技術(shù)逼近理論瓶頸的背景下，持續(xù)降低度電成本需要由新電池技術(shù)來推動(dòng)，目前看到的唯一可行方案就是鈣礦疊層。“隨著鈣鈦礦技術(shù)的逐步成熟，必然會(huì)吸引越來越多的行業(yè)巨頭和投資機(jī)構(gòu)的關(guān)注，這對(duì)于加快鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度有很大的幫助。”
前文也提到，最近這段時(shí)間，關(guān)于鈣鈦礦電池技術(shù)的研發(fā)探索不斷加速，迭代速度也超出了預(yù)期。
不過在魚龍混雜的資本市場里，不乏資本過熱的情況。
今年2月，華能清潔能源研究院發(fā)布了一則針對(duì)奧聯(lián)電子發(fā)布失實(shí)公告的澄清聲明，其中還提到奧聯(lián)電子鈣鈦礦電池合作方信息披露造假。
而后有媒體到奧聯(lián)電子鈣鈦礦項(xiàng)目公司實(shí)地探訪時(shí)，并未見該公司具體設(shè)備和生產(chǎn)跡象，可是其早前卻宣稱“2023年50MW鈣鈦礦中試線投產(chǎn)”。
姜偉龍用“在過熱與過冷之間循環(huán)往復(fù)”來形容資本市場。他表示，光伏行業(yè)大環(huán)境對(duì)技術(shù)突破的需求和鈣鈦礦技術(shù)本身發(fā)展到了產(chǎn)業(yè)化前夜，所以催生了資本市場的關(guān)注，也是催生政府關(guān)注和產(chǎn)業(yè)關(guān)注的基礎(chǔ)條件。“只是在熱度高漲的資本市場里多多少少也有一些魚龍混雜，包括蹭熱度的一些情況。”
資本市場的熱度如此之高，是否對(duì)鈣鈦礦行業(yè)發(fā)展有幫助呢？
從產(chǎn)業(yè)人的角度，姜偉龍說，資本市場保持一定的熱度有利于外界更深地了解行業(yè)，有利于行業(yè)更好地獲取資源，“但是，企業(yè)也要有清醒的認(rèn)識(shí)，熱度必然會(huì)有回落再回升的過程，企業(yè)需要在熱度高的時(shí)候盡可能多地獲取融資等資源。如果企業(yè)不能在熱度下降之前儲(chǔ)備足夠多的現(xiàn)金的話，等到市場熱度下來之后，可能發(fā)展節(jié)奏就會(huì)受到影響。企業(yè)需要做的就是一邊遵循技術(shù)發(fā)展規(guī)律把握好企業(yè)發(fā)展擴(kuò)張的節(jié)奏，一邊適應(yīng)資本市場的特點(diǎn)為企業(yè)更多地獲取發(fā)展所需資源。”
這一年來，站在風(fēng)口浪尖上的鈣鈦礦被資本市場寄予厚望，但資本市場的忽冷忽熱、熱錢的涌入或?qū)⑼苿?dòng)部分鈣鈦礦玩家成為資本泡沫。
不過說到底，追求高轉(zhuǎn)換效率才是光伏電池發(fā)展的核心所在。田清勇也表示需要客觀冷靜地看待鈣鈦礦的投資熱潮。他說：“要避免投資熱潮帶來的浮躁心態(tài)，尊重技術(shù)發(fā)展的客觀規(guī)律，沉下心來攻克技術(shù)的本質(zhì)難點(diǎn)，將鈣鈦礦技術(shù)做得更扎實(shí)，把鈣鈦礦組件產(chǎn)品做得更好。”
姜偉龍則稱，極電光能這幾年一直在按照自己的節(jié)奏走，始終把技術(shù)放在核心位置，通過技術(shù)推動(dòng)鈣鈦礦產(chǎn)品不斷降本增效，這也是其未來幾年發(fā)展的主旋律。“其他的事要么是為技術(shù)服務(wù)，要么是在技術(shù)成熟到一定階段之后，再去為它去開拓市場，集聚各種資源。”
拓荒者與入局者
在鈣鈦礦領(lǐng)域，極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電三家稱得上是拓荒者。
截至2022年年末，協(xié)鑫光電、極電光能、纖納光電三家企業(yè)已宣布平方米級(jí)、100MW級(jí)別中試線，并宣布將在2023年—2024年開始GW級(jí)產(chǎn)線建設(shè)。
12月27日，協(xié)鑫光電在江蘇省蘇州市昆山高新區(qū)舉行全球首個(gè)吉瓦級(jí)大規(guī)格（2.4米×1.2米）鈣鈦礦生產(chǎn)基地奠基儀式，標(biāo)志著協(xié)鑫鈣鈦礦正式進(jìn)入吉瓦級(jí)商業(yè)運(yùn)營階段。
10天前，昆山市人民政府與協(xié)鑫集團(tuán)舉行戰(zhàn)略合作簽約。根據(jù)協(xié)議，協(xié)鑫光電將在昆山建設(shè)2吉瓦級(jí)鈣鈦礦生產(chǎn)線，分兩期建成。
在競爭激烈的鈣鈦礦電池領(lǐng)域，除了三家拓荒者外，還有一批來勢洶洶的追趕者，傳統(tǒng)晶硅電池企業(yè)有隆基、晶科、通威、天合光能等，新銳企業(yè)有華晟、一道新能等。
姜偉龍表示，大多傳統(tǒng)晶硅廠商在2022年之前都沒有把鈣鈦礦當(dāng)作一個(gè)重點(diǎn)方向，他還提到，這些晶硅企業(yè)可能一年之前和現(xiàn)在看鈣鈦礦的態(tài)度是完全不一樣的，“就是因?yàn)殁}鈦礦單結(jié)技術(shù)發(fā)展一次一次突破大家的預(yù)期，所以他們就必須重視這個(gè)方向。”
盡管這些企業(yè)紛紛布局鈣鈦礦，但與三家拓荒者不同的是，隆基、天合光能等傳統(tǒng)晶硅企業(yè)依托在晶硅電池上的技術(shù)積累，多數(shù)選擇以晶硅/鈣鈦礦疊層為研發(fā)方向。根據(jù)銀河證券分析，這些企業(yè)目前技術(shù)進(jìn)展迅速，但多處于研發(fā)或?qū)嶒?yàn)室階段。
目前來看，三家拓荒者一直專注于單結(jié)鈣鈦礦技術(shù)，姜偉龍說：“我們的判斷邏輯是疊層的成熟期會(huì)更晚，我們是把它作為一個(gè)前瞻性的研發(fā)布局，作為下一代技術(shù)的儲(chǔ)備。”
他還提到，如果單結(jié)做不成熟的話，疊層一定是做不好的。“實(shí)驗(yàn)室也有研發(fā)小組在做疊層的研發(fā)，我們是把它作為單結(jié)成熟之后的下一代技術(shù)，因?yàn)榫Ч枋浅墒斓?，鈣鈦礦是不成熟的，這兩個(gè)疊在一起再解決界面的不成熟問題。”
信達(dá)電新首席分析師武浩接受光伏Time采訪時(shí)也表示，單一的鈣鈦礦企業(yè)，就是專研一項(xiàng)技術(shù)，希望把鈣鈦礦的技術(shù)發(fā)揚(yáng)光大。但是晶硅企業(yè)，其實(shí)更多的是做觀測、跟隨者，在鈣鈦礦這個(gè)技術(shù)上有投入，但是投入到底能達(dá)到怎樣的效果，最終做到什么程度并沒有明確表態(tài)。“如果說一旦實(shí)現(xiàn)了一定的突破，達(dá)到了晶硅企業(yè)認(rèn)可的量產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，可能它才會(huì)去布局。”
事實(shí)的確如此。從市場情況來看，確實(shí)只有幾家拓荒者提到在2025年左右實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，甚至是比GW級(jí)更大規(guī)模的產(chǎn)能。
武浩表示，這些企業(yè)可能是希望鈣鈦礦技術(shù)能更快地推進(jìn)下去，而且能吸引更多的資本進(jìn)行投入，所以做了比較樂觀的預(yù)計(jì)。
反觀隆基、天合光能的思路就不盡相同，雖然有布局鈣鈦礦，并沒有提出很快商業(yè)化的目標(biāo)。
姜偉龍分析，可能是由于企業(yè)自身的特性決定的，“企業(yè)的決策并不一定完全遵循技術(shù)邏輯，還跟企業(yè)的既有的資源稟賦和基因特點(diǎn)相關(guān)。在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成熟之前，對(duì)一個(gè)技術(shù)路線發(fā)展前景的判斷必然會(huì)有分歧，企業(yè)既有的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)布局不同，選擇的路就會(huì)不一樣。”
因此，企業(yè)未來幾年面臨的挑戰(zhàn)也是不一樣的。在做鈣鈦礦技術(shù)研發(fā)初期，極電光能在光伏行業(yè)沒有產(chǎn)業(yè)層面的布局，技術(shù)路線選擇不會(huì)受任何歷史包袱影響。晶硅企業(yè)卻不盡然。
產(chǎn)業(yè)化愿景
據(jù)了解，晶硅電池的理論極限轉(zhuǎn)換效率為29.4%，經(jīng)過60余年的發(fā)展，其轉(zhuǎn)換效率才從5%左右發(fā)展至26.81%。而鈣鈦礦這個(gè)新技術(shù)，僅用十余年時(shí)間就完成了效率突破。
那么鈣鈦礦未來能取代晶硅，成為顛覆性的技術(shù)嗎？
姜偉龍這樣回答：技術(shù)有淘汰，但企業(yè)可以通過技術(shù)轉(zhuǎn)型找到生存空間。“整個(gè)市場足夠大，技術(shù)的更新迭代是必然的，能夠把握技術(shù)迭代節(jié)奏的企業(yè)找到適合自己的生存和發(fā)展模式是水到渠成的。”
雖然鈣鈦礦已經(jīng)具備商業(yè)化條件，但面臨壽命及穩(wěn)定性尚未得到充分驗(yàn)證和大面積制備的難題。今年以來，也不斷有頭部晶硅企業(yè)先后宣布百億級(jí)擴(kuò)產(chǎn)其現(xiàn)有的晶硅產(chǎn)線產(chǎn)能，繼續(xù)押注晶硅路線。
面對(duì)難題，鈣鈦礦又該如何在這三者中尋找平衡？
田清勇直言，行業(yè)對(duì)鈣鈦礦有個(gè)誤解，認(rèn)為鈣鈦礦的壽命、效率、面積是不可實(shí)現(xiàn)的三角，但其實(shí)是不對(duì)的。“壽命、效率和面積三個(gè)方面的性能，底層需要解決的問題方向不是完全互斥的，甚至可能是共通的。解決了一些效率問題，可能也會(huì)對(duì)壽命有幫助。”
其實(shí)，近段時(shí)間，鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層電池轉(zhuǎn)換效率不斷突破加速了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，同時(shí)鈣鈦礦材料穩(wěn)定性及大面積制備方面也在持續(xù)取得成果和進(jìn)展。
姜偉龍表示，效率從來不是光伏產(chǎn)品追求的唯一指標(biāo)，砷化鎵疊層電池多年前就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)高于晶硅的效率，但因成本問題無法商用化。從電站投資收益的角度來看，影響電站收益的直接因素是光伏組件的單瓦發(fā)電量和單瓦成本，無論是效率、面積還是壽命都要通過單瓦發(fā)電量和單瓦成本來體現(xiàn)。所以，無論是單結(jié)還是疊層，單純提升效率是不夠的，關(guān)鍵是要通過同時(shí)推動(dòng)“增效”和“降本”來實(shí)現(xiàn)光伏組件的單瓦成本的降低。
作為光伏下一代電池技術(shù)，業(yè)內(nèi)還是十分看好鈣鈦礦的發(fā)展前景的。姜偉龍稱，商業(yè)化的時(shí)間節(jié)點(diǎn)非常關(guān)鍵，其對(duì)鈣鈦礦2025年開始大規(guī)模商業(yè)化有足夠的信心。
纖納光電聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO姚冀眾也曾公開表示：“給鈣鈦礦和纖納一定的時(shí)間，肯定可以給行業(yè)帶來變化。”
今年被視為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是行業(yè)嘗試從百兆瓦級(jí)別向GW線正式發(fā)起的第一波沖擊。4月，極電光能全球首個(gè)GW工廠在無錫開工建設(shè)；12月，協(xié)鑫光電GW工廠也正式奠基。
姜偉龍表示，在沖擊GW級(jí)產(chǎn)線大面積量產(chǎn)的過程中，最大的技術(shù)上的風(fēng)險(xiǎn)是在小試到中試這個(gè)環(huán)節(jié)，“小試到中試的面積跨度要大于中試到量產(chǎn)的面積跨度，極電在中試階段效率和穩(wěn)定性提升都很快；有了中試階段的經(jīng)驗(yàn)積累，GW產(chǎn)線面積的放大難度就小了很多”。
而關(guān)于鈣鈦礦何時(shí)產(chǎn)業(yè)化的問題，有權(quán)威機(jī)構(gòu)指出2-3年內(nèi)鈣鈦礦GW級(jí)產(chǎn)線落地可能性較大。
田清勇表示，協(xié)鑫光電大規(guī)模推向市場的產(chǎn)品會(huì)是2.88平米的疊層組件，該疊層組件預(yù)計(jì)在2025年在公司的新產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。
也就是說，協(xié)鑫光電預(yù)期鈣鈦礦疊層組件會(huì)在2-3年內(nèi)批量走向市場，并且隨著疊層組件的效率持續(xù)提高，組件量產(chǎn)成本快速下降，疊層組件的滲透速度還會(huì)加快。
而根據(jù)極電光能的規(guī)劃，到2025年，極電光能組件完成商業(yè)化驗(yàn)證，屆時(shí)開始大規(guī)模銷售。姜偉龍稱，“在內(nèi)卷的環(huán)境下，大家都在找一個(gè)突破口，唯一的可能就是技術(shù)迭代，現(xiàn)在能看得到的有產(chǎn)業(yè)化希望的技術(shù)只有鈣鈦礦。從鈣鈦礦技術(shù)本身來說，從2021年開始，越來越多的中試線陸續(xù)投產(chǎn)，從幾家頭部企業(yè)的進(jìn)展來看，可以說中試取得了成功，可以開始邁向GW級(jí)量產(chǎn)的階段了。”
鈣鈦礦能否在2025年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，我們拭目以待。
原標(biāo)題：2025年量產(chǎn)：鈣鈦礦的關(guān)鍵一擊
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