9-21,科技【jì】部等九部门印发《科技支【zhī】撑【chēng】碳达峰碳中和实施【shī】方【fāng】案(2022—2030年)》,提出研发【fā】高效硅【guī】基光伏电池、高【gāo】效稳定钙钛矿电池等技术,再次将钙钛矿这一新技术推至聚光灯下。

作为光伏材料的钙【gài】钛矿,实际是指与钙钛矿【kuàng】(CaTiO3)晶体结构类似【sì】的一大类化合物。因【yīn】其更高【gāo】的理论效率、更低【dī】的可期【qī】成本,而被【bèi】视为下一【yī】代光【guāng】伏【fú】路线可能选择的【de】“终极答案”。

从“无名之辈”到“明日之星”

钙钛【tài】矿,这个有点拗【niù】口的名【míng】字在2022年的资本市【shì】场声名鹊起。以10年时间,走完晶硅半【bàn】个世纪发【fā】展之路。当2013年美国《科学》杂【zá】志将钙钛矿【kuàng】评为【wéi】年【nián】度【dù】十大科学突破,在彼时仍由【yóu】晶【jīng】硅完全“统治【zhì】”的【de】光伏世界中,钙【gài】钛【tài】矿还在【zài】实验室里【lǐ】力证自己在光电效应上的巨大潜力。

从“无名【míng】之辈”到【dào】“明日之星【xīng】”,钙钛矿的转化效率也从最【zuì】初的3.8%,跃升至如今【jīn】钙钛矿-叠层电池31.3%的最新【xīn】理论数据。这段“成名【míng】”之旅【lǚ】,始【shǐ】终【zhōng】伴随着【zhe】钙钛【tài】矿技术上限的不断【duàn】突破和产业化【huà】的逐步落地。

钙钛矿电池优势明显

硅料一直被认为是【shì】光伏产【chǎn】业【yè】的基础原材料,业内也一直有着“得硅料者得【dé】天下【xià】”的【de】说法,以硅料为基【jī】础,得到的就是传统晶硅电池,目前【qián】的TOPCon电池【chí】、异质结(HJT/HIT)电【diàn】池均属于传【chuán】统晶硅电池,为第二代光伏【fú】电池技术。

钙钛矿电池则是第【dì】三代非硅薄膜电池的代【dài】表,对【duì】比第二代,钙【gài】钛矿电池的优【yōu】势【shì】极为明显,具体表现【xiàn】为高转换效率【lǜ】、低成本【běn】。

首先,眼下上游硅【guī】料价【jià】格持续上扬,导致晶硅【guī】电【diàn】池的生产成本不断攀升,而【ér】与之相【xiàng】较,由于钙钛矿电池的制作过程不【bú】需要【yào】硅料,制作金属卤化物钙钛【tài】矿所需的原材料价【jià】格【gé】较低【dī】,更具【jù】成本优势【shì】。

其次,钙钛矿【kuàng】电【diàn】池转换效率极高。根据协【xié】鑫【xīn】纳米测【cè】算,钙钛【tài】矿太阳能(9.130, -0.20, -2.14%)电池作为【wéi】第三代【dài】太阳能电池,具有高效率【lǜ】特点,单结钙钛【tài】矿【kuàng】电【diàn】池理论最高转换效率达31%,多结理论效率超过50%,远高于【yú】晶硅的29.4%。

此【cǐ】外,钙钛矿电池【chí】应用【yòng】前景更广阔。由于高转【zhuǎn】化率和低【dī】成本优势【shì】,钙【gài】钛矿电池适【shì】用于大型电站等场【chǎng】景。同时因其轻薄【báo】、柔性和可【kě】定制的【de】特性,一【yī】旦突破【pò】了关键【jiàn】技术问题,未来有望广泛【fàn】适用于光伏建筑一体化、电子【zǐ】消费产品、传感器、布料等多种场景。钙钛矿及其叠层电池【chí】有可【kě】能替代和补充晶硅产【chǎn】品【pǐn】,获【huò】得可观的市场份【fèn】额。

多家企业开始布局

京山【shān】轻机(000821.SZ)、捷佳伟创【chuàng】(300724.SZ)、杰普特(688025.SH)、帝尔激【jī】光【guāng】(300776.SZ)、隆基绿【lǜ】能(601012.SH)、协鑫【xīn】集团等20余家企业在钙钛矿电【diàn】池技【jì】术上已经开始提【tí】早布局。

京山轻机【jī】:9-21盘中官微消息,子公【gōng】司钙【gài】钛【tài】矿【kuàng】电池装备团簇型多【duō】腔【qiāng】式蒸镀设备已经量【liàng】产并成功【gōng】应用【yòng】于【yú】多个【gè】客户【hù】端;子公司绑定协鑫纳【nà】米(国内最早进行钙钛矿产业化的团队)

杰【jié】普【pǔ】特:公司为大正微纳(国内柔性钙【gài】钛矿薄【báo】膜太阳能电池精密【mì】制造领军【jun1】企【qǐ】业)定制的全球首套柔性钙钛矿【kuàng】膜切设备。

金风科技:2019年公司投【tóu】资了Oxford PV的D轮【lún】融资,Oxford PV的钙钛矿技术欧洲领【lǐng】先【xiān】。

捷佳伟创【chuàng】:9-21,RPD设备也在向【xiàng】钙钛矿、LED等领【lǐng】域拓展,取得了钙钛矿【kuàng】中试线【xiàn】订单。

西子洁能:21年9-21,公司【sī】表【biǎo】示参投(10%) 的杭州【zhōu】众能光电,在钙钛【tài】矿装备【bèi】制造【zào】方面目前处于【yú】国内第一, 国际领先地【dì】位。

拓【tuò】日新能:钙【gài】钛矿项目正【zhèng】处于设备试【shì】验测试阶【jiē】段。目【mù】前【qián】主要方【fāng】向为杂化钙钛矿光电探测器,是与北大共同【tóng】研发推【tuī】进。

聆达股份:子公司拟建设钙钛矿电池项目。

协鑫能科:钙钛矿是协鑫集团旗下其他板块业务。

东方日升:9-21,公司表示【shì】有一-只团【tuán】队主攻钙【gài】钛矿技【jì】术的研究,目前研究成【chéng】果处于保【bǎo】密【mì】阶段【duàn】。

钙钛矿光伏发展现状

业内人士表【biǎo】示,国内目前主【zhǔ】要的钙钛矿链【liàn】上【shàng】的优势企业【yè】大多还没【méi】上【shàng】市,比如纤纳光电、协鑫光电、仁烁【shuò】光能【néng】、极【jí】电光能、万度光能、华能【néng】新能源等,各【gè】家中试线计划基【jī】本集中在今明两年安装完成,规模都在100MW―200MW之间,组【zǔ】件尺寸主要【yào】为1.2mx0.6m或相【xiàng】近尺寸。

率先在量产【chǎn】道路上迈【mài】出切实步伐的,当属纤纳光【guāng】电和协鑫光【guāng】电【diàn】两家企业。9-21,纤纳光电宣【xuān】布,将首【shǒu】批5000件组【zǔ】件(最高功【gōng】率130W,尺【chǐ】寸1.245mx0.635m)发往浙江省工商业【yè】分布式钙钛矿电站,率先实现了钙钛矿【kuàng】光伏应【yīng】用。

总结

随着先进【jìn】技术的应用和新技术【shù】的突破,商业化【huà】晶硅电池【chí】效率将持续提升。未来10年,晶硅电池仍会是光【guāng】伏行【háng】业的主流技术,但要实【shí】现高于28%的电池效率,仍需深入理解影响电【diàn】池光【guāng】电转换效【xiào】率【lǜ】的因素【sù】,并【bìng】探索可有效控制这些因素的【de】途【tú】径。如果在未来几年【nián】里钙钛矿电池的寿命和大面【miàn】积效率损失问题【tí】能够得到【dào】有效改【gǎi】善,那【nà】么钙【gài】钛矿/晶【jīng】硅叠层【céng】电池有望成【chéng】为未来【lái】的【de】高效率电【diàn】池【chí】主流。

原文标题 : 新材料情报NMT丨钙钛矿光伏,涨声响起来!