市場期待的鈣鈦礦中試產(chǎn)線，是光伏下一輪技術革命的開始嗎？

全天候科技 · 2023-02-08 09:41:01

為什么在光伏眾多技術路線中，鈣鈦礦近期卻備受關注？......

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(xiàn) GW 級別量產(chǎn)，即市場關注鈣鈦礦中試產(chǎn)線的進展情況，但實際從中試線到量產(chǎn)商業(yè)化還有一大段距離要走，比如鈣鈦礦的穩(wěn)定性問題，壽命問題等核心痛點是否解決，是制約未來商業(yè)化量產(chǎn)的關鍵因素。

整體而言，見智研究肯定鈣鈦礦行業(yè)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(xiàn)在即使實現(xiàn)了階段性的突破，但是鈣鈦礦想實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)以及應用還為時過早。

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(chǎn)業(yè)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(jié)構類似的 "ABX3" 化合物，而與字面意思并沒有什么關聯(lián)，并不是鈣，也不是什么礦。鈣鈦礦之所以備受產(chǎn)業(yè)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(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，將引起光伏行業(yè)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(yōu)異，所以他不僅可以做成單結(jié)，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(jié)的鈣鈦礦就可以達到 33.7%，疊層模式下的鈣鈦礦理論轉(zhuǎn)換效率可達 50% 左右，而 HJT 目前最高轉(zhuǎn)換效率也就 27% 左右，可以說完全不在一個數(shù)量級上，完爆晶硅電池。即使從目前實驗室的轉(zhuǎn)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(chǎn)成本非常低。因為鈣鈦礦的生產(chǎn)流程相對于晶硅而言非常簡單，產(chǎn)業(yè)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(chǎn)過程方面，鈣鈦礦因為怕高溫，而晶硅的生產(chǎn)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(chǎn)成本是晶硅電池的一半。

那么既然優(yōu)點那么多，效率高，成本又低，為什么鈣鈦礦沒能大規(guī)模量產(chǎn)呢？因為鈣鈦礦電池屬于離子晶體材料，所以穩(wěn)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(wěn)定性研究中取得了 " 里程碑式進展 "，以及產(chǎn)業(yè)鏈中不斷傳來好消息比如纖納 α 組件已順利通過 IEC61215、IEC61730 穩(wěn)定性全體系認證。這些產(chǎn)業(yè)進展表明鈣鈦礦在其缺點攻克方面一直在持續(xù)進步，雖然這并不意味著業(yè)內(nèi)最擔憂的鈣鈦礦量產(chǎn)的穩(wěn)定性問題得到解決。

理想和現(xiàn)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(xiàn) 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(yè)的產(chǎn)能都在 100-200MW 之間，比如協(xié)鑫光電 100MW、纖納光電 100MW、極電光電 150MW 等等，2022 年產(chǎn)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(yè)的擴產(chǎn)規(guī)劃都在如火如荼進行，預計到 2026 年規(guī)劃產(chǎn)能實現(xiàn)約 40GW。當然，值得注意的是，規(guī)劃不等于現(xiàn)實也不等于落地，至于理想到現(xiàn)實的偏差有多大，現(xiàn)在大談未來有多少產(chǎn)能并不現(xiàn)實。

且對于光伏行業(yè)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(guī)模量產(chǎn)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(chǎn)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(xié)鑫光電、纖納光電等龍頭的鈣鈦礦產(chǎn)能還是 MW 級別的，規(guī)模上不去何談降本以及經(jīng)濟效益，所以雖然說現(xiàn)在因已經(jīng)實現(xiàn)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(guī)模量產(chǎn)而言，還是個遠期問題，就像我們上文提到過的穩(wěn)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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