晶硅電池發(fā)展至今，已經(jīng)形成成熟產(chǎn)業(yè)鏈，而鈣鈦礦電池作為下一代儲(chǔ)備電池技術(shù)，亦受到關(guān)注。日前，工信部等五部門聯(lián)合印發(fā)加快電力裝備綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃，其中提到推動(dòng)TOPCon等晶體硅太陽能電池技術(shù)和鈣鈦礦、疊層電池組件技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

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財(cái)聯(lián)社記者了解到，鈣鈦礦電池在技術(shù)層面不斷取得創(chuàng)新，但實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)前的“黎明”還有多久，目前難有定論。在日前進(jìn)行的多晶硅產(chǎn)業(yè)論壇中，協(xié)鑫光電董事長范斌認(rèn)為，鈣鈦礦使用場(chǎng)景沒有限制，考慮到鈣鈦礦電池的產(chǎn)品特性，BIPV是鈣鈦礦商業(yè)化早期的重要切入點(diǎn)。

事實(shí)上，這一觀點(diǎn)在業(yè)內(nèi)亦早有跟進(jìn)。財(cái)聯(lián)社記者從杭蕭鋼構(gòu)了解到，公司異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦電池中試線計(jì)劃2023年5月投產(chǎn)，電池效率目標(biāo)在28%。不過，規(guī)模量產(chǎn)的能力也是其商業(yè)化的重要前提條件，降本和擴(kuò)張可能還需要時(shí)間。

前期瞄準(zhǔn)BIPV發(fā)力

據(jù)范斌展示的案例，在一幢建筑中，墻面裝有四塊尺寸不一的鈣鈦礦電池組件。據(jù)悉，項(xiàng)目所采用的光伏組件均由1*2m鈣鈦礦組件裁切而成，總功率約10kW.建筑物上鈣鈦礦面板大小、形狀都不同，因此支持各種不固定的造型，可以給建筑設(shè)計(jì)師更多發(fā)揮空間。

因此，BIPV(光伏建筑一體化)成為鈣鈦礦前期進(jìn)入市場(chǎng)的切入點(diǎn)。

目前，鈣鈦礦在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，與晶硅電池差距不斷縮小。范斌介紹稱，實(shí)驗(yàn)室的效率中，鈣鈦礦的效率已經(jīng)和晶硅的差異在一個(gè)百分點(diǎn)以內(nèi)。從理論上講鈣鈦礦的效率能夠再往上漲，應(yīng)該能夠比晶硅高2~3個(gè)點(diǎn)，能夠達(dá)到28~29%效率。

“從時(shí)間角度看，鈣鈦礦用十年左右的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了晶硅過去四十年的發(fā)展，取得了非常快的進(jìn)步。”范斌表示。從單晶硅與鈣鈦礦效率提升曲線來看，鈣鈦礦在2012年左右達(dá)到13~14%的效率，此后發(fā)展迅速，并在2022年前后達(dá)到26%的效率，與單晶硅電池效率無異。

目前，協(xié)鑫光電已有鈣鈦礦產(chǎn)品推出。據(jù)范斌展示，100MW階段產(chǎn)品整體尺寸為1*2m，效率預(yù)計(jì)在2023年達(dá)到18%，2024年達(dá)到20%，對(duì)應(yīng)組件功率為360W和400W。

生產(chǎn)方面，鈣鈦礦組件生產(chǎn)更接近面板工藝，大致分為四步，包括PVD設(shè)備、涂布設(shè)備、激光設(shè)備和封裝設(shè)備，工序相對(duì)簡(jiǎn)化，即工廠采購化工原料和玻璃板材后，輸出就是組件產(chǎn)品，具有一體化生產(chǎn)的特點(diǎn)。

此外，鈣鈦礦還可以N型晶硅電池融合生產(chǎn)疊層電池，效率提升更加顯著。據(jù)杭蕭鋼構(gòu)披露，子公司合特光電擬于2022年度投資建設(shè)高效鈣鈦礦/晶硅薄膜疊層電池中試生產(chǎn)線，并將于不晚于2023年5月10日正式實(shí)現(xiàn)100兆瓦電池中試線的投產(chǎn)，且電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到28%以上。

有業(yè)內(nèi)分析人士對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，鈣鈦礦電池單層理論效率可以達(dá)到33%，顯著高于晶硅電池。疊層方面，理論上晶硅/鈣鈦礦的雙節(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達(dá)43%，鈣鈦礦三節(jié)層電池理論效率可達(dá)50%以上。

“目前市場(chǎng)在售的晶硅電池轉(zhuǎn)換效率最高接近25%，到組件的效率在23%-24%左右。”上述工作人員表示，公司疊層技術(shù)在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先和開拓者，項(xiàng)目將大大增強(qiáng)公司在 BIPV 領(lǐng)域的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

尚處于大規(guī)模商業(yè)化前期

不過，鈣鈦礦電池商業(yè)化方面，還面對(duì)諸多挑戰(zhàn)。相比較于晶硅電池成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，鈣鈦礦目前尚處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期。

消息面上，近期鈣鈦礦量產(chǎn)捷報(bào)頻傳。繼協(xié)鑫光電100MW鈣鈦礦組件今年投入量產(chǎn)后，極電光能近期亦宣布首條GW級(jí)鈣鈦礦光伏組件日前開建。消息稱，極電光能計(jì)劃于無錫建設(shè)全球首條GW級(jí)鈣鈦礦光伏組件及BIPV產(chǎn)品生產(chǎn)線、100噸鈣鈦礦量子點(diǎn)生產(chǎn)線、全球創(chuàng)新中心及總部大樓，項(xiàng)目總投資30億元。此外，纖納光電、萬度光能等企業(yè)也在積極參與鈣鈦礦光伏電池的研發(fā)和商業(yè)化量產(chǎn)。

光電轉(zhuǎn)換效率高，制作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本和材料成本低，是鈣鈦礦電池的顯著優(yōu)勢(shì)。據(jù)范斌介紹，在100MW級(jí)別的量產(chǎn)中，組件成本小于1元/W。

值得一提的是，優(yōu)于玻璃及其他封裝材料占到總成本的三分之一，因此更需要通過規(guī)模化來降低這部分成本，預(yù)計(jì)在5-10GW級(jí)別量產(chǎn)中，組件成本可降至0.5-0.6元/W。

事實(shí)上，鈣鈦礦能否量產(chǎn)的條件非常清晰。范斌認(rèn)為，光伏組件的產(chǎn)品維度單一，每年能帶來多少收益，是可以準(zhǔn)確計(jì)算得出，度電成本是唯一的指標(biāo)。考慮到單晶對(duì)多晶的替代進(jìn)程，贏者獨(dú)大說明了不同類型產(chǎn)品的共存期很短。“市場(chǎng)很嚴(yán)格，鈣鈦礦如果不具備相對(duì)晶硅而言優(yōu)勢(shì)，就不會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)。”范斌表示。

根據(jù)協(xié)鑫光電計(jì)劃，100MW產(chǎn)線預(yù)計(jì)到2023年年底達(dá)產(chǎn)，預(yù)計(jì)2024年建設(shè)GW級(jí)別的產(chǎn)線，大規(guī)模量產(chǎn)至少還要3-5年的時(shí)間。

分析人士對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，除了效率外，規(guī)模量產(chǎn)的能力是其商業(yè)化的重要前提條件。在晶硅電池占主流的情況下，鈣鈦礦(包括疊層)想要對(duì)其進(jìn)行替代，需要成本和規(guī)模能跟上，而降本和擴(kuò)張還需要時(shí)間。

（文章來源：財(cái)聯(lián)社）

標(biāo)簽： BIPV