“從2023年開始，鈣鈦礦電池技術(shù)也將正式步入量產(chǎn)元年，在跨越量產(chǎn)這道最主要的門檻之后，鈣鈦礦將闊步邁向?qū)嵶C應用的新紀元?！?月23日，第十六屆（2023）國際太陽能光伏與智慧能源（上海）大會上，協(xié)鑫（集團）控股有限公司董事長朱共山在開幕式上發(fā)表《大變局時代的新能源生態(tài)躍遷圖》的主題演講，說今年將會有鈣鈦礦電池的量產(chǎn)。
(資料圖)
對于光伏行業(yè)來說，鈣鈦礦電池的量產(chǎn)絕不是一件小事。所謂鈣鈦礦型太陽能電池（perovskite solar cells），是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，完全不同于目前的晶硅太陽能電池。根據(jù)中信建投發(fā)布的研報，鈣鈦礦電池理論值與實驗室效率均已超過晶硅表現(xiàn)，鈣鈦礦電池/組件生產(chǎn)過程與晶硅大不同，更具經(jīng)濟性。
“如果鈣鈦礦電池真的開始取代晶硅電池，那行業(yè)將面臨新一輪的洗牌。但是，鈣鈦礦電池目前為止還是存在一些問題沒有突破。我們還是要看他（朱共山）說得量產(chǎn)怎么定義，如果說這個量產(chǎn)是100MW級別的，那也是量產(chǎn)，但還不足以現(xiàn)在就顛覆行業(yè)。但如果這個量產(chǎn)已經(jīng)進入GW級別了，那就不一樣了?！苯K某組件企業(yè)的高管對《華夏時報》記者說。
鈣鈦礦電池今年量產(chǎn)？
鈣鈦礦型太陽能電池完全不同于目前的晶硅太陽能電池。據(jù)中信建投發(fā)布的研報，鈣鈦礦電池具有效率和成本兩大優(yōu)勢：第一，鈣鈦礦電池理論值與實驗室效率均已超過晶硅表現(xiàn)。理論上，單結(jié)鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)化效率可達33%，疊層可達44%以上；實驗室來看，單結(jié)鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)化效率已達25.6%，鈣鈦礦－硅疊層電池已達31.3%，6月全鈣鈦礦疊層電池效率已達28%。而晶體硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)化的理論極限效率為29.43%，實驗室效率停留在26.7%；第二，鈣鈦礦電池/組件生產(chǎn)過程與晶硅大不同，更具經(jīng)濟性。不同于晶硅路線要經(jīng)歷硅料、硅片、電池片、組件四個環(huán)節(jié)方可制備晶硅組件，鈣鈦礦組件制備僅需單一工廠，且生產(chǎn)過程耗時較晶硅大幅縮短，能耗也大為降低，鈣鈦礦材料成本占比極低。
由于這些優(yōu)點，已經(jīng)有多家上市公司布局鈣鈦礦。據(jù)《華夏時報》記者不完全統(tǒng)計，除了協(xié)鑫以外，目前已有約20家上市公司展現(xiàn)了對鈣鈦礦的興趣，其中包括寧德時代。早在去年，寧德時代就表示正在搭建100MW中試線，目標尺寸1.2mx0.6m。協(xié)鑫科技2021年就下線了尺寸為1mx2m的全球最大尺寸鈣鈦礦組件。杭蕭鋼構(gòu)也曾在互動平臺上稱，子公司合特光電投產(chǎn)首條晶硅薄膜+鈣鈦礦疊層電池中試線，目標轉(zhuǎn)化效率為28%以上。此外，隆基綠能、天合光能、晶科能源、東方日升、通威股份、中來股份等光伏行業(yè)龍頭企業(yè)均公開表示，已有設(shè)立專門團隊展開對相關(guān)技術(shù)的研究。
從具體的推進進度來看，協(xié)鑫無疑是目前進度最快的公司之一?！皬男∶娣e到大尺寸、高效率，從實驗室到生產(chǎn)線、產(chǎn)業(yè)化，從單結(jié)到與晶硅疊加，目前轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到30%以上，即將開啟一個巨大的光電應用新空間。鈣鈦礦將出現(xiàn)在柔性可穿戴電子設(shè)備、輕量化便攜發(fā)電裝置、汽車、光伏玻璃建筑一體化、電腦、手機等消費終端，近距離嵌入人們的衣食住行用之中?！敝旃采皆诖髸先缡潜響B(tài)。
技術(shù)難題解決了嗎？
不過，對于鈣鈦礦電池是否將開始引發(fā)光伏行業(yè)洗牌，市場仍有不同意見。
東方財富證券曾發(fā)布研報，總結(jié)鈣鈦礦電池技術(shù)五點不足之處：第一，尺寸小。轉(zhuǎn)換效率較高的鈣鈦礦電池其尺寸均為實驗室級別，未達到商業(yè)化尺寸；第二，穩(wěn)定性差。氧氣氧化、光輻照、紫外線等都會對鈣鈦礦電池穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響；第三，壽命相對較短。目前，鈣鈦礦電池壽命不長，其最高壽命為3000小時，但晶硅電池壽命為25年；第四，原料毒性。鈣鈦礦電池原料中含鉛元素，具有毒性，可能對環(huán)境造成一定的污染；第五，涂覆技術(shù)不成熟。鈣鈦礦層沒法均勻涂抹在設(shè)備表面，對器件性能有明顯負面影響，需要開發(fā)更好的噴涂工藝。正是由于這些缺點，市場對鈣鈦礦的商業(yè)化前景仍有爭議。
“我們還是要看他（朱共山）說的量產(chǎn)怎么定義，如果說這個量產(chǎn)是100MW級別的，那也是量產(chǎn)，但還不足以現(xiàn)在就顛覆行業(yè)。但如果這個量產(chǎn)已經(jīng)進入GW級別了，那就不一樣了?！苯K某光伏組件企業(yè)的高管如是對《華夏時報》記者表示。
他認為，理論上的數(shù)據(jù)和實驗室里的數(shù)據(jù)，很多時候和實際跑出來的數(shù)據(jù)差別很大。而且即便技術(shù)真的很優(yōu)越，也要看整個供應鏈的環(huán)境和配套。他堅持認為，三到五年內(nèi)鈣鈦礦電池并不會有明確的商業(yè)空間。
“光伏行業(yè)的技術(shù)升級迭代更新比較快，也存在著不同技術(shù)路線問題，目前鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性、大尺寸等問題有待攻關(guān)，鈣鈦礦技術(shù)更多的還是做新型電池疊層工藝，單純的鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化之路也是處于萌芽狀態(tài)。基于全球鈣鈦礦技術(shù)的科研人員比較多，一是學術(shù)研究發(fā)展的需要；二是技術(shù)起步比較容易、工藝突破比較難，完全實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化發(fā)展還是有路要走。目前階段的鈣鈦礦電池技術(shù)更多的是給晶硅電池技術(shù)的賦能，增加鈣鈦礦技術(shù)的HJT異質(zhì)結(jié)疊層電池應該是技術(shù)融合的最佳突破路徑，達到30%光電轉(zhuǎn)換效率的可能性比較大，這是單純的晶硅技術(shù)電池無法觸及的，需要鈣鈦礦技術(shù)的賦能加持下的合力作用。鈣鈦礦電池雖然投資成本低、轉(zhuǎn)換效率潛力也高，但是其衰減快、壽命短問題、難以實現(xiàn)大尺寸等一系列問題都需要不斷地解決和提升，才能具有大范圍商業(yè)化推廣的條件?！苯鸪焦煞莩崭笨偛闷詈＋|認為，把鈣鈦礦技術(shù)與晶硅技術(shù)結(jié)合的HJT異質(zhì)結(jié)疊層電池或許是更有可能在短期見到效果的路線。
“GW級肯定是我們的目標，但從今年來說，我們最關(guān)鍵的還是實現(xiàn)18%以上的轉(zhuǎn)化效率?！眳f(xié)鑫科技相關(guān)人士告訴《華夏時報》記者。
據(jù)該人士介紹，18%的轉(zhuǎn)化效率對鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化來說意義重大。目前市面上1m×2m的晶硅組件實際效率為20%左右，因與晶硅組件的電路結(jié)構(gòu)不同，同等效率的鈣鈦礦組件發(fā)電量平均比晶硅高5%。如果協(xié)鑫光電100MW產(chǎn)線能夠量產(chǎn)18%的大尺寸組件，結(jié)合鈣鈦礦組件更低的制造成本，公司的鈣鈦礦組件即可在光伏市場具備相當?shù)母偁巸?yōu)勢。
（文章來源：華夏時報）
