光伏巨頭競相布局鈣鈦礦上下游企業(yè)積極跟進(jìn)配套

上海證券報 · 2024-04-23 09:17:05

目前光伏界對“做鈣鈦礦”是明確的，但究竟“如何做”，還在摸索之中。......

光伏行業(yè)巨頭正積極布局鈣鈦礦技術(shù)，晶硅企業(yè)和初創(chuàng)公司都在研發(fā)鈣鈦礦-晶硅疊層電池，盡管技術(shù)尚不成熟，面臨電池壽命和穩(wěn)定性挑戰(zhàn)，但已成行業(yè)共識。設(shè)備企業(yè)也推出整線解決方案，降低準(zhǔn)入門檻。鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)仍處早期階段，要實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用還需解決技術(shù)瓶頸并實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

近期，記者多方采訪了解到，下一代光伏技術(shù)鈣鈦礦已廣泛被光伏界看好。除了專研這項技術(shù)的創(chuàng)業(yè)公司之外，頭部晶硅企業(yè)基本已組建團(tuán)隊開發(fā)鈣鈦礦-晶硅疊層電池。部分頭部晶硅企業(yè)計劃在未來3年內(nèi)制造出疊層電池產(chǎn)品。

記者注意到，雖然產(chǎn)業(yè)前景巨大，但鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)目前尚未成熟。鈣鈦礦電池制造工藝百花齊放，鈣鈦礦光伏最優(yōu)的產(chǎn)品形態(tài)也未有定數(shù)。

鹿山新材董事長汪加勝對記者表示，該產(chǎn)業(yè)還處在“從0到0.5”的階段，若要實現(xiàn)“從0到1”的突破，尚需攻克電池壽命與穩(wěn)定性、大面積組件制造等多項關(guān)鍵挑戰(zhàn)。目前光伏界對“做鈣鈦礦”是明確的，但究竟“如何做”，還在摸索之中。

發(fā)展鈣鈦礦已成光伏行業(yè)共識

2024年年初，上海證券報曾報道，最近兩年晶硅企業(yè)快速完成了“從質(zhì)疑鈣鈦礦到理解鈣鈦礦，再到加入鈣鈦礦”的轉(zhuǎn)變。預(yù)計2024年晶硅企業(yè)對鈣鈦礦技術(shù)的投入將有增無減。

記者近日從多家晶硅光伏企業(yè)了解到，晶硅光伏行業(yè)頗為重視鈣鈦礦-晶硅疊層電池的開發(fā)。部分晶硅企業(yè)公開了鈣鈦礦-晶硅疊層電池開發(fā)時間表。例如，晶科能源計劃2026年開發(fā)出效率34.0%以上的鈣鈦礦/TOPCon疊層電池；東方日升計劃2027年開發(fā)出功率850W以上、效率30%的鈣鈦礦疊層電池；通威股份預(yù)計在2024年建成鈣鈦礦-晶硅疊層電池中試線。

除了晶硅企業(yè)外，之前在鈣鈦礦研發(fā)中“唱主角”的“光伏新勢力”——即沒有晶硅產(chǎn)線“包袱”、純做鈣鈦礦的初創(chuàng)企業(yè)，也在積極研發(fā)，競逐產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先位置。

4月22日，光因科技宣布登頂美國NREL最高鈣鈦礦組件穩(wěn)態(tài)效率世界紀(jì)錄榜。光因科技介紹，公司研發(fā)的大尺寸（光照面積1027.1平方厘米）鈣鈦礦太陽能電池組件，在NREL進(jìn)行的最高效率點追蹤輸出（MPPT）的嚴(yán)格測試中實現(xiàn)了零衰減，其穩(wěn)態(tài)效率認(rèn)證達(dá)到19.2%，是NREL所有紀(jì)錄中首個突破1000平方厘米級的鈣鈦礦單結(jié)大尺寸組件，成為目前世界紀(jì)錄中最大面積、最高認(rèn)證效率的鈣鈦礦太陽能電池組件。

鈣鈦礦既是“民營晶硅的比武場”，也是“能源央企的必爭地”——某從事鈣鈦礦研發(fā)的能源類央企相關(guān)負(fù)責(zé)人曾在近期的公開場合給出這樣的評價。央企對鈣鈦礦技術(shù)的關(guān)注度由此可見一斑。據(jù)記者了解，部分央企計劃在今年擴(kuò)大鈣鈦礦示范電站建設(shè)規(guī)模。

汪加勝對記者表示，發(fā)展鈣鈦礦已經(jīng)成為光伏行業(yè)的共識。像隆基綠能、天合光能、晶科能源、協(xié)鑫光電、極電光能、纖納光電等下游企業(yè)都在紛紛布局鈣鈦礦組件及電池的產(chǎn)業(yè)化。光伏企業(yè)希望在現(xiàn)階段的光伏行情下，找到新的突破口。也許疊層電池在幾年后就會掀起一場光伏電池技術(shù)的巨大革命。

汪加勝介紹，作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的材料企業(yè)，鹿山新材積極跟進(jìn)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)趨勢，目前針對鈣鈦礦光伏開發(fā)的產(chǎn)品包括專用封裝膠膜以及丁基膠。鹿山新材推出的熱塑性聚烯烴封裝膠膜可以實現(xiàn)鈣鈦礦的低溫快速封裝，具有高透光、高粘接以及高水汽阻隔性能，從而延長鈣鈦礦組件的使用壽命。目前這款膠膜已達(dá)到量產(chǎn)水平，在國內(nèi)多家鈣鈦礦頭部企業(yè)進(jìn)入測試導(dǎo)入階段。此外，鹿山新材開發(fā)的丁基膠產(chǎn)品已滿足主要客戶的性能要求，也在測試導(dǎo)入中。

設(shè)備企業(yè)推出整線解決方案為新進(jìn)入者提供便利

在新技術(shù)“淘金熱”中，設(shè)備企業(yè)作為“賣鏟人”，往往可先行感知下游建設(shè)的動向。記者了解到，不少設(shè)備企業(yè)積極開發(fā)鈣鈦礦生產(chǎn)設(shè)備，有實力的設(shè)備商還推出了鈣鈦礦制造整線解決方案。投資過多家鈣鈦礦公司的東嵐集團(tuán)董事長沈承勇對記者表示，整線解決方案降低了鈣鈦礦生產(chǎn)新進(jìn)入者的門檻，與當(dāng)下鈣鈦礦行業(yè)的發(fā)展階段相匹配。這也折射出鈣鈦礦行業(yè)正在吸引更多企業(yè)進(jìn)場嘗試。

捷佳偉創(chuàng)相關(guān)人士近日公開介紹，公司已大舉投入鈣鈦礦設(shè)備開發(fā)領(lǐng)域。捷佳偉創(chuàng)為鈣鈦礦行業(yè)提供三類整線解決方案，包括試驗線、百兆瓦鈣鈦礦薄膜電池量產(chǎn)線、百兆瓦鈣鈦礦疊層電池量產(chǎn)線。從實驗室到量產(chǎn)，從單結(jié)到疊層，捷佳偉創(chuàng)均“配套齊全”，希望為客戶鈣鈦礦制造能力的持續(xù)發(fā)展提供支持。

先導(dǎo)智能聯(lián)合旗下孵化的設(shè)備企業(yè)微導(dǎo)納米（已上市）、無錫光導(dǎo)精密科技有限公司、江蘇氫導(dǎo)智能裝備有限公司，共同拼起“先導(dǎo)系”在鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備上的全面覆蓋。

記者了解到，與京東方合作緊密的合肥欣奕華智能機(jī)器股份有限公司正在積極開發(fā)鈣鈦礦蒸鍍設(shè)備。此前京東方已宣布進(jìn)入鈣鈦礦光伏行業(yè)。業(yè)內(nèi)人士對記者表示，顯示面板制造技術(shù)與鈣鈦礦制造技術(shù)較為類似。

不過，沈承勇對記者介紹，鑒于目前制造鈣鈦礦電池的工藝路線尚未確定，設(shè)備企業(yè)尚未大規(guī)模增加產(chǎn)能。

在效率之外電池壽命和穩(wěn)定性亦是關(guān)鍵

從公開信息來看，電池效率節(jié)節(jié)攀升是鈣鈦礦行業(yè)最常傳來的“喜報”，投資者往往通過效率指標(biāo)觀察鈣鈦礦技術(shù)的進(jìn)展。

不過，一個與效率同等重要的指標(biāo)——穩(wěn)定性（或“可靠性”，指隨著使用時間的增加，電池效率不發(fā)生衰減）也亟待提升。記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性成為鈣鈦礦光伏的“短板”，是鈣鈦礦走向大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。

近期，一位大型晶硅企業(yè)鈣鈦礦研究負(fù)責(zé)人分享的一張“鈣鈦礦-晶硅疊層電池產(chǎn)業(yè)化路線圖”顯示，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)從萌生到成熟可劃分為六個階段。該負(fù)責(zé)人認(rèn)為，目前鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)主流已走過第一個階段“理論研究階段”，進(jìn)入第二步“實驗室提效階段”。在“實驗室提效階段”，電池效率快速提升是明顯標(biāo)志，不斷傳出的鈣鈦礦光伏效率提升新聞?wù)∽C著這一點。不過該人士預(yù)計，再過一兩年，這一階段效率提升會進(jìn)入平臺期。

該負(fù)責(zé)人說，接下來的第三階段“可靠性提升階段”是一大難題。目前行業(yè)對于鈣鈦礦電池的可靠性研究相對滯后，并且缺少判定可靠性的標(biāo)準(zhǔn)和實測數(shù)據(jù)。在完成“可靠性提升階段”之后，行業(yè)才可以進(jìn)入最后三個階段“量產(chǎn)工藝論證階段”“量產(chǎn)放大階段”和“持續(xù)降本增效階段”，而量產(chǎn)放大對企業(yè)來講是相對容易的。

記者了解到，目前的鈣鈦礦組件在使用一年后，光電轉(zhuǎn)化效率可能衰減1至3個百分點，而長期的效率衰減表現(xiàn)尚未得到充分了解。效率衰減將影響下游客戶對鈣鈦礦光伏的接受度。

去年，“光伏新勢力”纖納光電提出“穩(wěn)效協(xié)同”概念，呼吁行業(yè)在關(guān)注組件提效的同時，也要注重提升穩(wěn)定性。目前行業(yè)對穩(wěn)定性的重視日益提升，不少企業(yè)在發(fā)表新的效率認(rèn)證結(jié)果時，會強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性表現(xiàn)良好，如前述光因科技發(fā)表的最新成果。

此外，不少企業(yè)還將穩(wěn)定性挑戰(zhàn)看作另一種機(jī)遇——穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)的空缺，意味著有機(jī)會成為標(biāo)準(zhǔn)制定者。目前，國內(nèi)企業(yè)正在推進(jìn)鈣鈦礦組件穩(wěn)定性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，有望讓中國這項產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)成為世界標(biāo)準(zhǔn)。

汪加勝對記者分析，除了鈣鈦礦電池壽命與穩(wěn)定性問題這一目前最限制鈣鈦礦光伏發(fā)展的核心難題，鈣鈦礦光伏還面臨著大尺寸制造問題，目前大尺寸鈣鈦礦組件效率還遠(yuǎn)達(dá)不到理論水平。此外，從鈣鈦礦組件封裝材料看，其也還有很多提升空間。

總體來看，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在還處于“從0到0.5”的發(fā)展階段。鈣鈦礦以及鈣鈦礦-晶硅疊層電池若要實現(xiàn)“從0到1”的突破，還需要解決如上技術(shù)瓶頸，并形成GW級以上規(guī)模化產(chǎn)能。沈承勇預(yù)計，未來幾年市場會看到不少鈣鈦礦-晶硅疊層電池組件樣品，但產(chǎn)業(yè)距離大規(guī)模量產(chǎn)尚有一段時間。

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