技術層面受熱議,資本市場受追捧,如今的鈣鈦礦早已從“”星星之火“發展成“”燎原之勢”,重塑著光伏行業競爭格局。
理想材料,優勢突出
作為具有商業化應用前景的下一代技術,鈣鈦礦太陽能電池憑借高效率、低成本、能耗低、應用場景豐富等特點,在光伏降本革命中受到關注。
2023年1月,工信部等六部門發布《推動能源電子產業發展的指導意見》。其中提出,加快智能光伏創新突破,發展高純硅料、大尺寸硅片技術,支持高效低成本晶硅電池生產,推動N型高效電池、柔性薄膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用,提升規模化量產能力。
作為第三代太陽能電池的未來,鈣鈦礦優勢突出,無疑是更為理想的材料。
它是一種分子通式為ABX3的晶體材料,具有優異的光學和電學特性。鈣鈦礦的吸光性能遠高于晶硅,能量轉換過程中損失較低,具有良好的吸光性和電荷傳輸速率。對比目前市場主流光伏電池技術,鈣鈦礦無疑處于效率的第一梯隊,逐漸肩負起了未來光伏產業降本增效的重擔。單節理論極限轉化效率33%遠高于晶硅電池,疊層之后其效率更高。近日,經國家光伏產業計量測試中心認證,脈絡能源研發的鈣鈦礦室內光伏電池光電轉換效率在1000luxU30光源照射下達到44.72%,為當前世界最高值,鈣鈦礦電池效率世界紀錄再被打破。
此外,由于鈣鈦礦電池的產業鏈條更短,能耗更低,資本開支更小,其量產成本也將具有明顯優勢。
鈣鈦礦電池具備天然的具有“一體化”的特點。通過采購化工原材料,即可在同一間工廠完成最終組件產品的交付,大大縮短了產品生產交付周期,同時降低了綜合成本。值得一提的是,鈣鈦礦組件中原材料成本通常只占5-8%,且價格穩定,遠低于晶硅組件中成本超過三分之一且價格波動劇烈的硅料。同時根據協鑫光電公告,隨著鈣鐵礦組件規模化,產能達1GW時同時組件效率達到17%,電池規格達到2.4m2,組件成本將降至0.7~0.75元/W。
技術精進,性能提升
現階段鈣鈦礦電池效率衰減效率快,是制約其商業化的主要原因。
近年來通過提升材料本身的穩定性以及尋求更適合的傳輸層材料等方法,這一阻礙也在被逐步消除。目前業界在鈣鈦礦穩定性的改善方面也取得了突破性進展。2021年,纖納光電宣布其組件通過了基于IEC61215標準的穩定性加嚴測試,性能衰減小于效率初始值的5%。
此外,針對鈣鈦礦電池尺寸做大后效率下降幅度較大的問題,也有了針對性的絕對方案。解決大尺寸問題的核心在于涂布工藝的改進,過往實驗室采用旋涂法制備鈣鈦礦電池,然而在大面積生產中將更多采用狹縫涂布法。
風起云涌,資本加速入場
作為光伏新興賽道,鈣鈦礦巨大的發展潛力以及近年來產業的快速進步,使得資本扎堆涌入這個新產業。
回顧2022年,鈣鈦礦領域融資熱度持續升溫。2022年已有多家鈣鈦礦企業完成融資,如人爍光能宣布完成數億元A輪投資、光晶能源宣布完成3000萬天使輪融資、協鑫光電完成5億元B+輪融資等。據公開信息統計,僅2022一年,包括騰訊、三峽資本、高瓴資本、碧桂園、紅杉中國、九智資本等在內的數十家頭部機構前仆后繼加速對鈣鈦礦企業源源不斷注資,投資金額均超千萬、甚至上億元。賽道中更是涌現了不少新入局者,
有行業人士表示,“鈣鈦礦產業正處于產業化初期階段,行業屬性具有較強先發技術優勢,誰的技術在產線上率先得到驗證,誰就在產業化先行一步,這一優勢對于其后續發展和參與競爭無疑是十分有利的。鈣鈦礦技術門檻高,后來者不容易突破先行者設置的技術門檻。”
隨著資本的加速入局,鈣鈦礦產業技術進步或超市場預期,鈣鈦礦電池量產落地進程有望加速實現。銀河證券此前預測,隨著鈣鈦礦電池技術發展日益成熟,“十四五”期間我國鈣鈦礦電池在建及規劃產能有望達到50GW-75GW。
眼下,鈣鈦礦尚處于從0到1階段。展望2023年,不少業內人士表示,鈣鈦礦電池產業化有望提速,行業競爭或將加劇。中金證券指出,預計今年鈣鈦礦業內中試線擴產規模有望達1000-1200MW,同比增長近兩倍;而今年在百兆瓦產線進度領跑的多家公司也有GW級擴產計劃,上半年有望啟動業內首批GW級產能的建設及招標活動,推動全國鈣鈦礦產業規模實現量變。