9-21,科技【jì】部等九部【bù】门印发《科技支撑碳【tàn】达峰【fēng】碳中和实施方【fāng】案(2022—2030年)》,提出研发高效硅【guī】基光【guāng】伏电池【chí】、高效稳定钙钛矿电池等技术,再次将钙钛矿这一新技术推至聚光灯下。

作【zuò】为光伏材料的钙钛矿,实【shí】际是指与【yǔ】钙钛矿(CaTiO3)晶体结构类似的一大类【lèi】化【huà】合物。因【yīn】其更高的理论【lùn】效率、更低的【de】可【kě】期成本,而被视【shì】为下一代光伏路线【xiàn】可能选择的【de】“终【zhōng】极答【dá】案”。

从“无名之辈”到“明日之星”

钙钛矿,这个有点拗【niù】口的名字在【zài】2022年的资本市场声名鹊起。以10年时间,走完晶硅半个世纪发展之【zhī】路。当2013年美国《科学【xué】》杂志将钙钛矿评【píng】为年度十大科学突破【pò】,在彼时【shí】仍由晶硅完全【quán】“统治”的光伏【fú】世界【jiè】中【zhōng】,钙【gài】钛矿【kuàng】还在实验室里力证自己在【zài】光电【diàn】效【xiào】应上的【de】巨大潜【qián】力【lì】。

从“无名之辈”到“明日【rì】之星”,钙钛矿的转化效率【lǜ】也从最初的3.8%,跃升至【zhì】如【rú】今钙钛矿【kuàng】-叠层电池31.3%的最新理【lǐ】论数据。这段【duàn】“成名【míng】”之旅【lǚ】,始终【zhōng】伴随着钙钛矿【kuàng】技【jì】术上限的不断突破和产业【yè】化的逐【zhú】步落地。

钙钛矿电池优势明显

硅料一直被认为是光伏产业【yè】的基础【chǔ】原材料【liào】,业内也一【yī】直有【yǒu】着“得【dé】硅料者得【dé】天【tiān】下【xià】”的说法,以【yǐ】硅料为基础,得到的就是传统晶硅【guī】电池,目前的TOPCon电池【chí】、异质结(HJT/HIT)电池均属于传统【tǒng】晶硅电池,为第二代光伏电【diàn】池【chí】技术。

钙钛矿电【diàn】池则是第三代非硅薄膜【mó】电池的代表【biǎo】,对比第二代,钙钛矿【kuàng】电池的优势极为【wéi】明【míng】显,具体表现【xiàn】为高转换效率【lǜ】、低【dī】成本【běn】。

首先,眼下上游【yóu】硅料价格持【chí】续【xù】上扬,导致晶【jīng】硅电【diàn】池【chí】的生产成本不断攀升,而与之相较,由于【yú】钙【gài】钛矿电池的制作过【guò】程不需要硅料,制【zhì】作金属卤【lǔ】化物【wù】钙钛【tài】矿所需的原材料价格较【jiào】低,更具成本【běn】优势【shì】。

其次【cì】,钙钛矿电【diàn】池转换效率极高【gāo】。根据协鑫纳米【mǐ】测算【suàn】,钙钛矿【kuàng】太【tài】阳能【néng】(9.130, -0.20, -2.14%)电池作为第三代【dài】太阳能电池,具有高效率特点,单结钙钛矿电池理论最高转换效【xiào】率达31%,多结理论效【xiào】率【lǜ】超过【guò】50%,远高于晶硅【guī】的29.4%。

此外,钙钛【tài】矿电池应用前【qián】景更【gèng】广阔。由于高【gāo】转化率和低成本优势,钙钛矿电池适用于【yú】大【dà】型【xíng】电站等场【chǎng】景。同【tóng】时因其【qí】轻薄、柔性和可定制的特性,一【yī】旦突破了关键技【jì】术问题【tí】,未来有望广泛适用【yòng】于光伏【fú】建筑一【yī】体化、电【diàn】子消【xiāo】费产品、传感器、布料等【děng】多种【zhǒng】场景。钙钛矿及其【qí】叠层电池有可【kě】能【néng】替代和补充晶硅产品,获得可【kě】观的市场份额。

多家企业开始布局

京山轻机(000821.SZ)、捷佳伟创【chuàng】(300724.SZ)、杰普特(688025.SH)、帝尔激光(300776.SZ)、隆基绿能(601012.SH)、协鑫集团等20余家企业在【zài】钙钛矿电池技术【shù】上【shàng】已【yǐ】经开始提【tí】早布局。

京【jīng】山轻【qīng】机:9-21盘中官微消【xiāo】息,子公司钙钛矿【kuàng】电【diàn】池装备团簇型【xíng】多腔式蒸镀设备已经量【liàng】产并【bìng】成功【gōng】应用【yòng】于多个客户端;子公【gōng】司绑定协鑫纳米(国内最早进行钙钛矿产业化的【de】团【tuán】队)

杰普【pǔ】特:公司【sī】为大正微纳【nà】(国内柔【róu】性钙钛矿薄【báo】膜太阳【yáng】能电池精密制造领【lǐng】军企业)定制的全球首套【tào】柔性钙钛矿膜切设【shè】备。

金风科【kē】技:2019年公司【sī】投资【zī】了Oxford PV的D轮融资【zī】,Oxford PV的【de】钙钛【tài】矿技术欧洲领先。

捷佳伟创:9-21,RPD设备也在向钙钛【tài】矿、LED等领域拓【tuò】展,取得【dé】了钙钛矿中【zhōng】试线订单。

西子【zǐ】洁能:21年9-21,公司表示参投(10%) 的【de】杭州众能光电【diàn】,在钙【gài】钛矿装【zhuāng】备【bèi】制【zhì】造方面目前处于【yú】国内第一, 国际领先地位。

拓日新【xīn】能:钙钛矿项目正【zhèng】处于【yú】设备试验测试阶段。目前主要方向为【wéi】杂化钙钛矿光电探【tàn】测【cè】器【qì】,是【shì】与北大共同研发推进【jìn】。

聆达股份:子公司拟建设钙钛矿电池项目。

协鑫能科:钙钛矿是协鑫集团旗下其他板块业务。

东方【fāng】日升:9-21,公司表示【shì】有一-只团队主攻钙钛矿技术的研【yán】究,目前研究【jiū】成果【guǒ】处于【yú】保【bǎo】密阶段。

钙钛矿光伏发展现状

业内人【rén】士表示,国内目前主要的钙钛矿链上【shàng】的优【yōu】势企业大多还没上市,比如纤【xiān】纳光电【diàn】、协鑫光电【diàn】、仁烁【shuò】光能、极电光能、万度光能、华能新能【néng】源等,各家中试线【xiàn】计【jì】划基本集中【zhōng】在【zài】今【jīn】明两年安装完成,规模都在【zài】100MW―200MW之间,组件尺寸主【zhǔ】要为1.2mx0.6m或相【xiàng】近尺寸。

率先在量产道路【lù】上迈出切实步伐的,当属纤纳光电和协鑫光电两【liǎng】家企【qǐ】业。9-21,纤纳光电宣【xuān】布,将首批5000件组【zǔ】件(最高功率【lǜ】130W,尺寸【cùn】1.245mx0.635m)发往浙【zhè】江省工商【shāng】业分布式钙【gài】钛【tài】矿电站,率先实现了钙钛【tài】矿光【guāng】伏应用。

总结

随着【zhe】先进技【jì】术的应用和新技【jì】术的突破,商业化晶硅电池效率将持续提升。未来10年,晶【jīng】硅电池仍会是光伏行业的主流技术,但要实现高于【yú】28%的电池效率【lǜ】,仍【réng】需深入【rù】理【lǐ】解【jiě】影响【xiǎng】电池光电【diàn】转换效率的因素,并【bìng】探索可有【yǒu】效控【kòng】制这些因素的途径。如果在【zài】未来几年里钙【gài】钛矿电池的【de】寿命和大面积效率损失问题能够得【dé】到有效改善,那么钙钛矿/晶【jīng】硅叠层电池【chí】有望成为【wéi】未来的【de】高【gāo】效【xiào】率电池【chí】主流。

原文标题 : 新材料情报NMT丨钙钛矿光伏,涨声响起来!