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快資訊:市場期待的鈣鈦礦中試產線,是光伏下一輪技術革命的開始嗎?丨見智研究

近日鈣鈦礦技術的進展,相比于其他電池技術而言備注關注,因為市場預期今年可以實現GW級別量產,即市場關注鈣鈦礦中試產線的進展情況,但實際從中試線到量產商業化還有一大段距離要走,比如鈣鈦礦的穩定性問題,壽命問題等核心痛點是否解決,是制約未來商業化量產的關鍵因素。

整體而言,見智研究肯定鈣鈦礦行業的進展,也看好未來鈣鈦礦在疊層以及多層等應用給光伏效率帶來的提升。但是見智研究認為現在即使實現了階段性的突破,但是鈣鈦礦想實現大規模量產以及應用還為時過早。


【資料圖】

01鈣鈦礦在講什么故事?

光伏電池技術目前路線眾多,TOPcon,HJT,XBC,鈣鈦礦等技術百花齊放,究竟誰會是最后的主流路線不得而知,因為產業還處于試錯階段。但今天見智研究想重點聊聊鈣鈦礦。

簡單說,鈣鈦礦電池是一種類似于鈣鈦礦(CaTiO3)晶體結構類似的“ABX3”化合物,而與字面意思并沒有什么關聯,并不是鈣,也不是什么礦。鈣鈦礦之所以備受產業期待主要是因為效率,性能等方面相比于其他技術極具吸引力,一旦可以實現大規模量產,將引起光伏行業巨震。

首先說下鈣鈦礦到底有哪些地方吸引人?

第一,效率遠高于晶硅電池。鈣鈦礦電池材料性能優異,所以他不僅可以做成單結,也可以做成疊層電池(比如和HJT疊層等),三層電池等等。晶硅電池的理論極限效率是29.4%,而單結的鈣鈦礦就可以達到33.7%,疊層模式下的鈣鈦礦理論轉換效率可達50%左右,而HJT目前最高轉換效率也就27%左右,可以說完全不在一個數量級上,完爆晶硅電池。即使從目前實驗室的轉換效率看鈣鈦礦-疊層實驗室效率也可以達到32.5%,仍遠超晶硅電池。所以說因為鈣鈦礦電池效率的想象空間更大,使得鈣鈦礦電池技術極具吸引力。

第二,生產成本非常低。因為鈣鈦礦的生產流程相對于晶硅而言非常簡單,產業鏈顯著縮短,從原料到組件只需要45分鐘左右;而對于晶硅電池而言,硅料、硅片、電池、組件需要不同工廠加工,一套流程下來也要3天左右。此外,鈣鈦礦材料價格比晶硅更低,因為鈣鈦礦基礎材料都是基礎化工元素,而晶硅電池需要用到些稀有金屬。生產過程方面,鈣鈦礦因為怕高溫,而晶硅的生產前端工藝都是需要高溫操作,所以能耗也要比晶硅電池更低。此外,鈣鈦礦電池廠即鈣鈦礦的組件廠,而組件的成本中又以玻璃、封裝材料和電極材料為主要構成,所以單GW生產成本是晶硅電池的一半。

那么既然優點那么多,效率高,成本又低,為什么鈣鈦礦沒能大規模量產呢?因為鈣鈦礦電池屬于離子晶體材料,所以穩定性比晶硅更差;且隨著鈣鈦礦電池面積做的更大,組件效率損失會較嚴重。雖然近期德國亥姆霍茲(HZB)研究中心的Antonio Abate領導的團隊稱,在鈣鈦礦電池穩定性研究中取得了“里程碑式進展”,以及產業鏈中不斷傳來好消息比如纖納α組件已順利通過IEC61215、IEC61730穩定性全體系認證。這些產業進展表明鈣鈦礦在其缺點攻克方面一直在持續進步,雖然這并不意味著業內最擔憂的鈣鈦礦量產的穩定性問題得到解決。

02理想和現實差距有多大?

為什么在光伏眾多技術路線中,鈣鈦礦近期卻備受關注?最重要的原因是因為鈣鈦礦在今年有望實現0-1的突破性進展,從MW進入GW時代,所以市場重燃對鈣鈦礦的希望。

很多做鈣鈦礦的廠商并沒有上市,基本做鈣鈦礦的企業的產能都在100-200MW之間,比如協鑫光電100MW、纖納光電100MW、極電光電150MW等等,2022年產能約880MW,2023年預計在1.36GW。但是因為對鈣鈦礦前景的看好,眾多龍頭企業的擴產規劃都在如火如荼進行,預計到2026年規劃產能實現約40GW。當然,值得注意的是,規劃不等于現實也不等于落地,至于理想到現實的偏差有多大,現在大談未來有多少產能并不現實。

且對于光伏行業而言,只談效率不講成本都是空談罷了,畢竟像目前HJT一直遲遲未能大規模量產的原因還是成本比PERC更高,可見無論效率說的再天花亂墜,量產的成本降不下來,也都只是空中樓閣而已。目前的龍頭比如協鑫光電、纖納光電等龍頭的鈣鈦礦產能還是MW級別的,規模上不去何談降本以及經濟效益,所以雖然說現在因已經實現了0-1的突破而狂歡,但冷靜下來心理還要清楚的是從1-10的距離還很遠。

此外見智研究認為,鈣鈦礦即使較去年形成了一定的突破,但是對于其大規模量產而言,還是個遠期問題,就像我們上文提到過的穩定性問題,壽命短可以說是鈣鈦礦相比于晶硅電池而言的致命缺陷,一般晶硅電池的使用壽命是25年,但是目前鈣鈦礦電池使用壽命最長就在幾千小時,如果說鈣鈦礦在未來可以解決這些核心問題,那可以說是徹底顛覆般的光伏革命,但目前雖然有所進步,但是說顛覆,還為時過早。

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