鈣鈦礦點燃光伏行業的未來

Mondo 科學 更新 2024-03-04

近日,我國在鈣鈦礦電池領域取得重大進展,標誌著第三代光伏技術的快速發展和巨大潛力。 雖然鈣鈦礦電池的產業化仍處於早期階段,但其高效率和快速效率提公升引起了眾多行業專家的關注,對其未來發展持樂觀態度。

隨著越來越多的傳統矽基光伏企業和國有企業加入鈣鈦礦電池的研發和生產,這一新興領域的產業化步伐正在加快。 鈣鈦礦產業的快速發展被科學技術促進會鈣鈦礦產業分會負責人生動地描述為“草初生”,預示著產業即將迎來爆發式增長。 此外,在第五屆全球鈣鈦礦與疊層電池產業化論壇上,多位行業專家**2024將是鈣鈦礦電池產業化的重要轉折點。

經過一系列技術突破,企業界對鈣鈦礦電池的規模化生產抱有積極期待。 吉電太陽能計畫到2025年完成鈣鈦礦電池組件的商業驗證,並有望開始大規模銷售,這進一步印證了業界將鈣鈦礦技術商業化的意願。

自2023年以來,鈣鈦礦電池不斷在技術上取得重大突破。

近日,首款鈣鈦礦混合BC(Hybrid BC)四端串聯太陽能電池正式在光伏行業推出,轉換效率為3394%,可以說是太陽能電池行業的技術進步。

就在上個月,協鑫光電宣布鈣鈦礦單結元件效率達到1804%,打破世界紀錄。 4天後:Aurora Solar宣布商業尺寸鈣鈦礦元件的全面積效率已達到182%,創下新紀錄。

不少業內人士認為,鈣鈦礦元件的效率將拓展更多光伏電池的發展空間。

吉電太陽能副總裁江偉龍在接受PV Time採訪時表示,18%的效率是乙個臨界點,在經濟上可以與晶體矽PK相提並論,但在市場端還不夠,“18%更像是紙面上的象徵性節點,作為一項讓市場接受的新技術, 它需要進一步提高效率。 但目前,已經有不止一家公司能夠達到18%,說明這項技術確實很有前途。 ”

協鑫光電總經理田慶勇在接受PV Time採訪時也表示,單結元件18%的效率,是下一步串聯元件非常堅實的基礎。 “基於18%的單結效率,該公司有信心明年能夠生產出效率至少為26%的2平方公尺鈣鈦礦疊層元件。

田慶勇介紹,26%的元件效率是光伏行業的里程碑,26%是晶體矽元件效率的上限,但這只是鈣鈦礦串聯效率的起點,據了解,11月30日,協鑫光電研發的面積為279mmx370mm的鈣鈦礦層元件效率達到2617%,創造了新的世界紀錄。

在元件效率的持續提公升方面,協鑫光電有明確的技術路徑,田慶勇表示,從26%的效率開始,公司預計未來疊層元件的量產效率將達到35%以上。

這一次,協鑫光電的串聯元件採用了鈣鈦礦和晶體矽併聯的設計結構。 田慶勇介紹,併聯方案是模組級串聯思路,底層核心是大面積鈣鈦礦技術,即要先做好大面積鈣鈦礦或單結元件,再將鈣鈦礦和晶體矽電池與電壓相匹配,從而製作出高效的併聯疊層元件。 大部分技術難點在於大面積鈣鈦礦的製備。

在過去的兩個月裡,鈣鈦礦電池的效率一再打破記錄。 除了吉電光能和協鑫光電的技術突破外,11月,由樂天佩羅夫斯克光電與中國科學院化學研究所聯合研發的鈣鈦礦太陽能電池取得了26個成功25%權威第三方認證效率。 不久前,Aurora Solar開發了8101cm大尺寸鈣鈦礦元件穩態效率達到195%,再次創下了世界紀錄榜上最大鈣鈦礦元件效率的新紀錄。

可以說,作為第三代光伏技術,鈣鈦礦今年在技術上已經完成了爬坡階段。

對此,江偉龍深受感動,他說,行業的爆發不是一天的工作,而是每個人隨著時間的推移積累,代表著整個行業的突破。

近兩年,在先後實現大面積鈣鈦礦實驗室技術和連續生產工藝的成熟後,吉電太陽能明年的核心目標是通過150MW試製線的精益磨削和全球首座GW工廠的建設,實現鈣鈦礦的“工廠成熟”。 到2025年,當鈣鈦礦市場成熟時,其產品可以在市場上與晶體矽正面競爭,並開始大規模銷售。

不難看出,經過一系列的技術突破,企業對量產目標更加看好。 我只是不知道它在市場上的接受程度如何。 據華泰**分析,鈣鈦礦新技術的大規模應用節點有望提前到來。

中國科學院院士、科學技術促進會鈣鈦礦產業分會名譽會長褚俊豪也表示,鈣鈦礦作為第三代太陽能電池,具有優越的光電效能。

2023年4月,七國集團(G7)氣候、能源與環境部長會議發表聯合宣告稱,將推動鈣鈦礦太陽能電池等領域的技術創新,這也引發了市場對鈣鈦礦太陽能電池的強烈關注。

早在2022年,資本市場對鈣鈦礦的反應就非常強烈,不斷有追趕者進入遊戲。 除了隆基、天合光能、阿特斯、晶澳太陽能、東方日凱等光伏企業外,比亞迪、長城汽車等車企、電池巨頭寧德時代、豐電巨頭明陽集團、中核集團等歷史企業紛紛布局鈣鈦礦盤。

2023 年 11 月,鈣鈦礦電池軌道上增加了一名將軍。 京東方開展了鈣鈦礦光伏專案的啟動儀式,這也意味著該面板領頭人正式進入光伏領域。 可以說,鈣鈦礦線圈一直受到資本的青睞。

當被問及如何看待這股熱潮時,江偉龍表示,本質上是行業本身的需求"因為我們已經看到,矽技術的發展已經到了瓶頸,所以只有一條路可以內捲化。 ”

田慶勇還提到,在矽技術接近理論瓶頸的背景下,遼電成本的持續降低需要新的電池技術驅動,目前唯一可行的解決方案是鈣礦串聯。 “隨著鈣鈦礦技術的逐漸成熟,必然會吸引越來越多行業巨頭和投資機構的關注,這將對加速鈣鈦礦產業化有很大幫助。 "

前手還提到,近期鈣鈦礦電池技術研發探索不斷加快,選代速度也超出預期。

然而,在混合資本市場中,不乏過熱的資本。

2023年2月,華能清潔能源研究院針對奧聯發布的虛假公告發布澄清宣告,其中還提到奧聯鈣鈦礦電池合作夥伴的資訊披露是虛假的。

後來,當你參觀奧聯電子鈣鈦礦專案公司時,沒有跡象表明該公司的具體裝置和生產,但它早些時候宣布“50MW鈣鈦礦試驗線將於2023年投產”。

江偉龍用了“在過熱和過冷之間來回走動”這句話。"在描述資本市場時,她表示,光伏產業環境對技術突破的需求和鈣鈦礦技術本身的發展已經到了產業化的前夜,因此催生了資本市場的關注,也是發展一流關注和產業關注的基本條件。 "只不過,在火熱的資本市場中,或多或少都有喜憂參半的事情,包括一些摩擦熱的情況。

資本市場的熱度高到有助於鈣鈦礦產業的發展嗎?

從行業角度看,江偉龍表示,在資本市場保持一定的熱度,有利於外界更深入地了解行業,更好地為行業獲取資源"但是,企業也應該清楚地認識到,熱度不可避免地會回落再上公升,企業在熱度高的時候需要多走一層。 如果企業不能在熱度上公升之前儲備足夠的現金,當市場降溫時,經濟的發展就會受到影響。 企業需要的是逐一遵循技術發展的規律,把握企業發展壯大的經濟,順應資本市場的特點,為企業的發展獲取更多的資源。

過去一年,處於風口浪尖的鈣鈦礦一直被資本市場寄予厚望,但資本市場的忽冷忽熱和熱錢的湧入,或將推動一些鈣鈦礦廠家成為資本泡沫。

不過,歸根結底,追逐還是高轉換效率才是光伏電池發展的核心,韋慶勇也表示,要客觀冷靜地看待鈣鈦礦的投資熱潮。 她說"要避免投資熱潮帶來的浮動心態,尊重技術發展的客觀規律,安定下來攻克技術的本質難點,讓鈣鈦礦技術更加紮實,把鈣鈦礦元件產品做得更好。 ”

江偉龍表示,吉電太陽能近年來一直走自己的步伐,始終以技術為核心,推動鈣鈦礦產品通過技術不斷降本增效,這也是其未來幾年發展的主旋律。 "其他事情要麼是為技術服務,要麼是為技術開拓市場,等技術成熟到一定階段後,聚集各種資源。 “

在鈣鈦礦領域,吉電光能、協鑫光電、微納光電堪稱先鋒。

截至2022年底,協路光電、吉電太陽能、微納光電等陸陸光電已公布平方公尺級、100MW級中試線,並宣布將於2023-2024年開工建設GW級生產線。

2023年12月27日,協鑫光電舉辦全球首個千兆瓦級大型(24公尺 x 12公尺)鈣鈦礦生產基地的奠基儀式標誌著協鑫鈣鈦礦正式進入千兆瓦級商業運營階段。

10日前,昆山市人民與協鑫集團達成合作協議,根據協議,協鑫光電將在崑山建設一條2GW鈣鈦礦生產線,分兩期完工。

在競爭激烈的鈣鈦礦電池領域,除了三位先行者之外,還有一批來勢洶洶的追逐者,如隆基、長科、通威、天合光能等傳統晶體矽電池片企業,以及華之億新能源等前沿企業。

江偉龍表示,大多數傳統矽廠商在2022年之前並沒有將鈣鈦礦作為重點方向,她還提到,這些矽企對鈣鈦礦一年前和現在的態度可能完全不同"正是因為鈣鈦礦單結技術的發展一次又一次地突破了大家的預期,所以他們必須重新規範這個方向。 "

雖然這些公司已經部署了鈣鈦礦,但與三家先行者不同的是,隆基、天合光能等傳統晶矽企業依賴矽電池的技術,而且大多選擇使用晶體矽鈣鈦礦串聯作為研發方向。 根據銀河**的分析,這些公司目前技術進步迅速,但大多處於研發或實驗室階段。

江偉龍說,目前,這三位先驅者一直專注於單結鈣鈦礦技術"我們的判斷邏輯是,堆疊的成熟期會更晚一些,我們把它作為預獨立的研發布局和下一代技術的儲備。 "

他還提到,如果單結不成熟,堆垛一定做不好。 "實驗室裡還有乙個研發團隊在做串聯的研發,我們把它作為單結成熟後的下一代技術,因為矽成熟了,鈣鈦礦不成熟,兩者堆疊在一起,解決了介面的不成熟問題。 “

信達點新首席分析師吳昊在接受《光伏時報》採訪時也表示,單一的鈣鈦礦企業就是專攻一項技術,希望將鈣鈦礦技術發揚光大。 然而,矽企其實更多的是觀察者和追隨者,對鈣鈦礦技術進行了投資,但對於投資能達到什麼樣的效果,能達到什麼程度,卻沒有明確的說法。 "如果達到一定的突破,達到矽企認可的量產標準,說不定就能布局了。 “

事實確實如此。 從市場情況來看,確實只有少數先驅提到在2025年左右實現大規模量產,甚至比GW級別還要大。

吳昊表示,這些公司可能希望鈣鈦礦技術能夠快速推廣,吸引更多被盜資金進行投資,因此做出了更樂觀的預測。

另一方面,降級和天合光能的想法不同,雖然有鈣鈦礦的布局,但商業化的目標並沒有很快提出。

江偉龍的分析,可能由企業本身的特點來決定"企業的決策不一定遵循技術邏輯,而是與企業現有的資源票據和國家的特點有關。 在技術產業化成熟之前,對一條技術路線的發展判斷必然會有差異,企業現有的產業鏈和技術布局會有所不同,選擇的道路也會有所不同。 "

因此,未來幾年公司面臨的挑戰將有所不同。 在鈣鈦礦技術研發的前期,吉電太陽能在光伏產業上沒有工業級布局,技術路線的選擇不會受到任何歷史包袱的影響。 對於矽公司來說,情況並非如此。

2023年以來,鈣鈦礦電池技術在全球取得重大技術突破,發展速度和效率提公升顯著。 這項新興技術在短短十年內就從最初的實驗室研究發展到顯著的效率提公升,展示了顛覆性技術的潛力。 同時,江蘇迪塔鎂業科技等企業在大面積鈣鈦礦電池製備技術方面的進步,特別是其狹縫鍍膜機的應用,為鈣鈦礦電池的產業化提供了重要的技術支撐。 與晶體矽電池相比,經過60多年的發展,它已經從5%發展到26%鈣鈦礦電池的效率高達81%,在短短十年內就實現了效率的顯著提高,證明了其作為顛覆性技術的潛力。

儘管鈣鈦礦電池在商業應用中顯示出巨大的前景,但它們仍然需要克服壽命、穩定性和大面積製備方面的挑戰。 與此同時,許多領先的晶體矽電池公司仍在擴大生產線,並繼續投資於成熟的晶體矽技術。 對於鈣鈦礦電池技術的未來,業內專家指出,技術更新和替代是乙個自然的發展過程,能夠適應這種節奏的企業將找到自己的生存和發展方式。

鈣鈦礦電池的技術進步不僅體現在效率的提高上,還體現在其材料的穩定性和大面積的製備上。 這些技術突破加速了鈣鈦礦電池的產業化程序,表明了鈣鈦礦電池在未來光伏市場中的重要地位。 此外,從電站投資收益來看,光伏元件的每瓦發電量和每瓦成本是衡量技術價值的關鍵指標,鈣鈦礦電池技術的發展不僅注重提高效率,而且注重降低成本。

業界看好鈣鈦礦電池技術的商業化前景,預計未來幾年隨著技術成熟和產能擴大,鈣鈦礦電池將在市場上取得顯著的競爭優勢。 2023年被視為鈣鈦礦產業化的關鍵節點,眾多企業致力於從實驗室規模向產業規模的轉變,期待2025年鈣鈦礦電池技術的大規模商業化。

總之,鈣鈦礦電池技術由於其獨特的優勢和快速的技術進步,正逐漸成為光伏行業的重要力量。 儘管仍存在一些技術和市場挑戰,但隨著技術的不斷成熟和產業化的推進,鈣鈦礦電池有望在不久的將來實現顛覆性的市場突破。

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