钙钛矿指数重回高点,“吊打”晶硅电池,谁能握紧船票?

作者:泰罗,编辑:小市妹

9-21,钙钛矿概念【niàn】股【gǔ】继续冲高。聆达股份、帝尔激光、杰【jié】普特、万润【rùn】股份【fèn】、京山轻机、金【jīn】晶科技、金信诺【nuò】、日出东方、阳光电源【yuán】等都【dōu】在上涨。钙钛矿电【diàn】池指数也重回去【qù】年九月份的点位。

钙钛矿指数重回高点,“吊打”晶硅电池,谁能握紧船票?

国泰君安认为,钙【gài】钛【tài】矿电池产业化【huà】正【zhèng】处于【yú】初期阶段,产业化发展关【guān】键在能否实现大面积且高效率【lǜ】高稳定【dìng】的钙钛矿电池制备,这有【yǒu】赖于材【cái】料端、工艺端、设【shè】备端的共【gòng】同进步,其中材料研究、结晶工艺【yì】、封装技术对于实【shí】现钙【gài】钛矿电池【chí】的高效【xiào】率高稳定【dìng】具【jù】有重【chóng】要意【yì】义。

此前发布的【de】《“十四五”可再【zài】生能源发【fā】展规划》就强调,在新型光伏电【diàn】池领【lǐng】域加大技【jì】术创新攻【gōng】关力度,推【tuī】动行业进一步降本【běn】增效。要加强前【qián】瞻性研究【jiū】,开展高【gāo】效晶硅电池和钙钛【tài】矿【kuàng】电池等应用示【shì】范。

现在,钙钛矿电池已经成为全行业的焦点。

作为新能源的主力军,当【dāng】前光伏的商业化集中【zhōng】在晶硅电池,而硅的能量转化效【xiào】率【lǜ】(PCE)是有极限【xiàn】的。越是从中榨取【qǔ】电【diàn】能力【lì】,就越能感【gǎn】受到晶硅【guī】电池提【tí】升空间的【de】逼仄。

除非超越硅。

光【guāng】伏产【chǎn】业变革的十【shí】字路口,用10年时间走完晶硅电池50年【nián】发【fā】展【zhǎn】之路的钙钛矿【kuàng】横空出世,其能力转化率【lǜ】已【yǐ】经突破晶硅电池极限。

光伏即将迎来再一次颠覆。

“PERC之后可能是异质结(HJT)或者TOPCon,而HJT和TOPCon之后的未来,一定是钙钛矿。”

随着【zhe】钙钛矿电池转换效率【lǜ】不断突破【pò】极值【zhí】,业内普遍将【jiāng】其看做引【yǐn】领光【guāng】伏产业未来发展的“最佳【jiā】人选”。

2009年,日本【běn】科学家Tsutomu Miyasaka首次用钙钛矿光伏电【diàn】池发【fā】电,当【dāng】时的电能转换效率【lǜ】仅有3.8%,仅仅在十【shí】年【nián】之后的2019年,钙钛矿电池性能便飙【biāo】升【shēng】至25%。用10年时间就【jiù】走【zǒu】完【wán】了晶硅电池50年的发展之路。

近【jìn】日,经中国计量【liàng】院第【dì】三方测【cè】试认证,北京曜能【néng】科技【jì】有【yǒu】限公司自主研发【fā】的小面积【jī】钙【gài】钛矿/晶硅两端叠层电池稳态输出效率【lǜ】达到32.44%,再次刷新了国内转换效率纪录。

值得注【zhù】意【yì】的是,这一记录超【chāo】过目【mù】前效率【lǜ】最高的异质结、TOPCon等晶【jīng】硅技术的效率极限【xiàn】,将同【tóng】为薄【báo】膜电【diàn】池的其它技术路线甩开几条街。

晶硅组件不同技术的理论极限分别为:

晶体硅太阳能电池理论极限效率:29.43%;

普通单晶硅电池理想条件下最高效率为24.5%;

HJT电池理想条件下最高效率为27.5%;

TOPCon电池具有更加高的效率上【shàng】限:28.2%~28.7%。

可【kě】以说,在能【néng】量转换效率上,钙【gài】钛矿已经吊打晶硅电【diàn】池,将光伏【fú】这【zhè】一新【xīn】能源上升至全新高【gāo】度。

从【cóng】理论【lùn】极限来看,钙钛电池【chí】单【dān】层电池理论效率【lǜ】极【jí】值可达31%,晶硅/钙钛矿双节叠层转换效率可达35%,而三【sān】节层电池理论极限【xiàn】可能升值至45%以【yǐ】上。

而如【rú】果掺杂新【xīn】型材料,钙钛【tài】矿电池的转换效率最高能达【dá】到【dào】惊人【rén】的50%,是目前晶硅电池【chí】的2倍左右【yòu】。

尽管这些数据目【mù】前还仅限【xiàn】于实验室或者理【lǐ】论研【yán】究【jiū】层面,但钙钛【tài】矿显然已经拥【yōng】有了强劲的【de】竞争【zhēng】力,它的出世为光伏产【chǎn】业打开【kāi】了全新的【de】想象空间。

昆山协鑫光电【diàn】CEO范斌【bīn】甚至认为:“钙钛矿【kuàng】的【de】度电成本【běn】有【yǒu】望比火【huǒ】电还低,跟火电拉开一毛【máo】钱到一毛五【wǔ】的成本差异,从而实【shí】现光伏对【duì】火电的大【dà】规模替代。”

从2020年几大电力【lì】公司的度电成本来看,如果钙【gài】钛矿度电成本【běn】降低至仅有晶硅【guī】电池发电的【de】一半【bàn】,那【nà】么【me】将明显优于【yú】火力发电,成为极具竞争【zhēng】力的新能源。

钙【gài】钛矿电池还有一大优【yōu】势,作【zuò】为一种高柔【róu】性的薄膜电池【chí】,可以使用在晶硅电池【chí】无法触【chù】达的使用场景【jǐng】;而且结构轻便,易于【yú】安装【zhuāng】,更适合当前大力【lì】推广的光伏建【jiàn】筑一体化。

作为第三代光伏技术,资本早已瞄上了这一技术蓝海。

此前【qián】不断刷新的世【shì】界纪录都出自实验【yàn】室【shì】,问题是这些电池【chí】的【de】尺寸【cùn】很小【xiǎo】,普遍只有1cm?-1.12cm?,寿命也非常短,不具备【bèi】产业化【huà】条件。

而企业在量产时,一【yī】方面要【yào】不断提升转化率,另一方面【miàn】要【yào】解决【jué】尺寸【cùn】和寿【shòu】命的问题,钙钛【tài】矿的商业化【huà】才能更进一步。

目前,许【xǔ】多玩家已经【jīng】下海进行产业化【huà】实践,目前国内【nèi】最早实现量【liàng】产的是【shì】昆山【shān】协鑫。2021年,昆山协【xié】鑫100MW钙钛【tài】矿生产线开【kāi】始试生产,并且将组件面【miàn】积扩大至【zhì】1m×2m,光电转化效【xiào】率提高【gāo】至18%以上。协鑫光电目前可大规模量产【chǎn】的是45cm×65cm的产品,转换效率【lǜ】为【wéi】15%。

除了协鑫光【guāng】电,由【yóu】三【sān】峡【xiá】资本投资的纤纳光电,先【xiān】后【hòu】7次打破了钙钛矿【kuàng】光电转换效率记录。当前,其【qí】位于衢州的100MW量产线也【yě】已经【jīng】破土动工。并【bìng】且已经开建全球首【shǒu】个钙钛矿地【dì】面光伏电站。其【qí】和三峡科学院联合研发【fā】的叠层电池组件转化【huà】效【xiào】率达到【dào】了26.63%。

长城汽车【chē】创始【shǐ】人【rén】魏建军【jun1】控股的极电光能,在63.98cm?的钙【gài】钛矿光伏组件上,实现了20.5%的【de】光电转换效率,创造【zào】了全球大面【miàn】积【jī】钙【gài】钛矿电池效率的【de】最高纪录。

极电【diàn】光能【néng】更【gèng】看重【chóng】钙钛矿【kuàng】在光伏建筑【zhù】一体化(BIPV)上的应用。极电光能总【zǒng】裁于振瑞此前就表示【shì】,“BIPV是现阶段钙钛【tài】矿电池最好的产【chǎn】业化路径之一,我们会首先切入【rù】BIPV领域,开【kāi】发钙钛矿幕墙产品【pǐn】。”

由【yóu】于幕墙产品的特殊性,钙钛矿发【fā】挥自己的独特优势,可以避开与晶硅电池直【zhí】接“拼刺刀”。幕墙产品追求【qiú】外观设计【jì】,且需【xū】要透明【míng】度,这恰好是钙钛矿的优势,却是晶硅技术【shù】的短板【bǎn】。钙钛【tài】矿电池【chí】能够【gòu】做【zuò】到美观【guān】且【qiě】半透【tòu】明,因此BIPV极有可【kě】能成为钙钛矿【kuàng】商业化的前哨站。

相比注重转化效率【lǜ】的纤【xiān】纳光电和【hé】极电光能,万度光能更【gèng】注重【chóng】成本【běn】。自创【chuàng】立起,万度就主攻【gōng】超【chāo】低成本光伏器件——“印刷【shuā】钙钛矿光伏”技术的开发【fā】,基于印刷技术和廉价原材【cái】料,研发出3600c㎡的钙【gài】钛【tài】矿组件,成本【běn】方面也更胜【shèng】一筹。

在湖【hú】北鄂州、宜昌政府的支【zhī】持【chí】下,万度光能的“野心”更大。2021年【nián】6月,其总投【tóu】资高达60亿元的钙钛矿太阳【yáng】能电池项【xiàng】目正式落地,这是【shì】迄今为止,最大的钙钛矿电池【chí】投资项【xiàng】目。

此【cǐ】前,钙钛矿【kuàng】太阳能【néng】电池新锐企【qǐ】业无限光【guāng】能宣布完成数千万【wàn】元天使轮融资,由碧【bì】桂园创投【tóu】、耀途资本、光【guāng】跃投资共同参投。

海外巨头中,韩国韩华集团最为积极,这家全球TOP10企业与【yǔ】柏林【lín】亥【hài】姆霍兹中心 (HZB)合作研发的钙【gài】钛【tài】矿/硅串联电池,创造了转化率【lǜ】高达【dá】29.8%的世界纪录。韩华【huá】集团【tuán】已计【jì】划对此技术进行【háng】投资【zī】扩产,该技【jì】术也被【bèi】列为【wéi】韩【hán】国国【guó】家项目。

此外,传统晶【jīng】硅电池玩家隆基股份【fèn】、通威股份【fèn】、东方日【rì】升等公【gōng】司均对钙钛矿太阳【yáng】能电池【chí】表现出浓厚兴趣,或已经【jīng】在相关领域有【yǒu】所布局【jú】。

可以看出,钙钛矿【kuàng】的商【shāng】业化仍处于【yú】起步阶【jiē】段,但【dàn】不少产业【yè】资本已经跑步入局。

光【guāng】伏技术产业化主要【yào】看三大要素——成本、效率、寿命。钙【gài】钛矿在成本和效率方面【miàn】远胜于晶硅电池,但其寿命短【duǎn】、稳定性差、天然不稳定,导【dǎo】致【zhì】效率【lǜ】衰减过【guò】快,这是钙钛矿技术产【chǎn】业化【huà】落【luò】地的【de】最大掣肘。

要知【zhī】道,目前的光伏电池普遍寿命在25-30年。因此,在提【tí】升产品尺寸和能量效率的同时,如【rú】何让用户【hù】相【xiàng】信钙钛【tài】矿电【diàn】池拥有25年的寿命,将是押注钙【gài】钛矿技术的【de】企业亟【jí】需【xū】解决的【de】问【wèn】题。

提升【shēng】电池寿命,背后涉及【jí】到材料体系、电【diàn】池结构【gòu】、封装等等环节。当前【qián】,全球光伏【fú】界【jiè】正在对钙钛矿的效【xiào】率【lǜ】衰减和稳定【dìng】性进行【háng】科技攻关,新【xīn】的解决【jué】方【fāng】案不断涌现,也许很快就会有最佳【jiā】的解【jiě】决办法。

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原文标题 : 钙【gài】钛矿指数重回高点,“吊打”晶硅电池,谁【shuí】能【néng】握紧【jǐn】船票?