k8凯发官网-光伏钙钛矿赌局,新玩家“跑步进场”
发布时间:2024-09-03

导语:对于钙钛矿这场马拉松的竞跑者,只有持续、高强度的投入,才能维持住相对的技术优势。

钙钛矿真“上天”了。

12月14日,协鑫光电宣布369mm×555mm钙钛矿叠层组件光电转换效率达到26.34%。

而11月23日,协鑫光电刚产出“全球第一块真正意义上的钙钛矿叠层组件”——在279mm×370mm面积的同类型组件效率达到26.17%。

不到一个月,钙钛矿叠层组件面积扩大一倍,效率再破世界纪录。

这中间,12月9日,蓝箭航天朱雀二号遥三运载火箭,将携带协鑫钙钛矿的组件发射到太空,真的“上了天”。

接连取得重大进展,被市场热捧“上天”的钙钛矿,无疑向产业化又进了一步。

01前景星辰大海?

钙钛矿是一种常见的晶体结构材料,因为分子结构式ABX3与矿物质钛酸钙CaTiO3相似而得名。

从产品路线来看,钙钛矿电池可分为单结电池和叠层电池。单结钙钛矿电池指只有一个PN结的钙钛矿太阳能电池,叠层电池包括全钙钛矿叠层,或者钙钛矿与晶硅叠层。

从技术路线来看,目前钙钛矿-晶硅叠层电池最为接近产业化,其中与异质结叠层匹配度最好、效率最高。

不过,光伏界的普遍共识是,全钙钛矿叠层电池才是钙钛矿的终极方案。

全钙钛矿叠层电池是以宽带隙钙钛矿电池为顶电池、窄带隙钙钛矿电池为底电池,两层都可调节带隙,最大范围地对太阳光谱高效利用。全钙钛矿叠层电池最高理论效率可达43%以上,远超市面上其他技术路线。

这就引出钙钛矿区别于晶硅等其他技术路线的优势之一——光电转换效率上的限高。

市场份额超95%的晶硅电池,已越来越接近29.4%的理论效率天花板。而单结钙钛矿电池理论效率33%,且通过调整ABX3中个各元素的配比,与其他材料进行双节、三节叠层,得到所需要的理想带隙,进而分别达到35%和45%的理论转换效率,远远超过晶硅电池极限。

由于转换效率优势,许多光伏组件龙头都在发力钙钛矿叠层发展路线,比如隆基绿能(601012.SH)、天合光能(688599.SH)等研发钙钛矿/晶硅叠层太阳电池,晶科能源(688223.SH/JKS.N)专注布局钙钛矿/TOPCon叠层太阳能电池,宝馨科技(002514.SZ)则聚焦于钙钛矿/异质结叠层电池技术研发及产业转化。

除了拥有更高的转换效率理论极限,钙钛矿电池成长速度遥遥领先,发展前景一片星辰大海。

2009年,首块钙钛矿光伏电池横空出世,其效率仅为3.8%。到了2019年,仅用10年时间,钙钛矿电池的实验室效率就提升至25.8%。相比之下,主流晶硅电池用了近40年才完成同等级跨越。

在转换效率的提升上,钙钛矿“婴儿学步”的速度远远高于晶硅电池。

近年来钙钛矿产业化不断取得突破,刷新纪录的速度也令人咋舌。

11月3日,光伏“一哥”隆基绿能宣布钙钛矿/晶硅叠层电池经NREL认证效率达33.9%,刷新世界纪录。

20天之后,协鑫光电在279mm×370mm面积基础的钙钛矿叠层组件效率达到26.17%,号称是全球第一块真正意义上的钙钛矿叠层组件。12月14日再度取得前文提及的突破。

另一钙钛矿企业极电光能也在11月27日宣布,经权威检测其1.2m×0.6m商用尺寸钙钛矿组件全面积效率达到18.2%,对应的最大功率131.07瓦,孔径(AP)面积效率高达19.55%。

除了转换效率,钙钛矿另一大竞争力在于极具成本优势。

晶硅路线效率逼近理论极限,技术迭代能够带来的增效空间渐渐枯竭,就只剩下“降本”唯一的一条路可走。受益于近期不断走低的硅片价格,晶硅组件成本也在持续下降。

可一旦钙钛矿实现了规模化量产,这种程度的成本降幅就显得小巫见大巫。

钙钛矿的成本优势主要体现在两方面,材料成本和制造成本。

从材料成本来看,钙钛矿是人工合成材料,目前主流元素是碳、氢、氮、铅和碘,不含有任何稀缺材料且储量丰富,规模化制造不受原材料限制,因此成本极低。同时钙钛矿厚度很薄,约0.3微米,相对于180微米的晶硅电池厚度,材料用量也大幅减少。

从生产制造端来看,太阳能级硅料至少需要99.9999%纯度,晶硅电池在转换效率上一分一毫的提升,都将进一步提高对硅纯度的苛刻要求,极大地抬高了设备成本和制造成本。

相比之下,钙钛矿材料只需要95%的纯度即可。同时,钙钛矿不需要像硅一样反复以数千度的高温提纯,通常在不超过150度的低温环境中制备,两者生产能耗相差巨大。综合比较下,钙钛矿光伏电池组件单瓦能耗仅为晶硅组件的1/10。

除了高转化效率和低发电成本的这两项核心优势,钙钛矿还拥有更好的弱光性能,且外观、形态可调,这也就意味着更多的应用场景。

然而,在钙钛矿尚未迈出商业化步伐之前,以上优势在短时间内都难实现。即便如此,钙钛矿仍然成为今年光伏行业投资的“香饽饽”主题,驱使大批玩家“跑步入场”。

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