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钙钛矿将为光伏换“新天”

周睿 2023-03-31 13:53 · 头闻号光伏分析

技术层面受热议,资本市场受追捧,如今的钙钛矿早已从“”星星之火“发展成“”燎原之势”,重塑着光伏行业竞争格局。

理想材料,优势突出

作为具有商业化应用前景的下一代技术,钙钛矿太阳能电池凭借高效率、低成本、能耗低、应用场景丰富等特点,在光伏降本革命中受到关注。

2023年1月,工信部等六部门发布《推动能源电子产业发展的指导意见》。其中提出,加快智能光伏创新突破,发展高纯硅料、大尺寸硅片技术,支持高效低成本晶硅电池生产,推动N型高效电池、柔性薄膜电池、钙钛矿及叠层电池等先进技术的研发应用,提升规模化量产能力。

作为第三代太阳能电池的未来,钙钛矿优势突出,无疑是更为理想的材料。

它是一种分子通式为ABX3的晶体材料,具有优异的光学和电学特性。钙钛矿的吸光性能远高于晶硅,能量转换过程中损失较低,具有良好的吸光性和电荷传输速率。对比目前市场主流光伏电池技术,钙钛矿无疑处于效率的第一梯队,逐渐肩负起了未来光伏产业降本增效的重担。单节理论极限转化效率33%远高于晶硅电池,叠层之后其效率更高。近日,经国家光伏产业计量测试中心认证,脉络能源研发的钙钛矿室内光伏电池光电转换效率在1000luxU30光源照射下达到44.72%,为当前世界最高值,钙钛矿电池效率世界纪录再被打破。

此外,由于钙钛矿电池的产业链条更短,能耗更低,资本开支更小,其量产成本也将具有明显优势。

钙钛矿电池具备天然的具有“一体化”的特点。通过采购化工原材料,即可在同一间工厂完成最终组件产品的交付,大大缩短了产品生产交付周期,同时降低了综合成本。值得一提的是,钙钛矿组件中原材料成本通常只占5-8%,且价格稳定,远低于晶硅组件中成本超过三分之一且价格波动剧烈的硅料。同时根据协鑫光电公告,随着钙铁矿组件规模化,产能达1GW时同时组件效率达到17%,电池规格达到2.4m²,组件成本将降至0.7~0.75元/W。

技术精进,性能提升

现阶段钙钛矿电池效率衰减效率快,是制约其商业化的主要原因。

近年来通过提升材料本身的稳定性以及寻求更适合的传输层材料等方法,这一阻碍也在被逐步消除。目前业界在钙钛矿稳定性的改善方面也取得了突破性进展。2021年,纤纳光电宣布其组件通过了基于IEC61215标准的稳定性加严测试,性能衰减小于效率初始值的5%。

此外,针对钙钛矿电池尺寸做大后效率下降幅度较大的问题,也有了针对性的绝对方案。解决大尺寸问题的核心在于涂布工艺的改进,过往实验室采用旋涂法制备钙钛矿电池,然而在大面积生产中将更多采用狭缝涂布法。

风起云涌,资本加速入场

作为光伏新兴赛道,钙钛矿巨大的发展潜力以及近年来产业的快速进步,使得资本扎堆涌入这个新产业。

回顾2022年,钙钛矿领域融资热度持续升温。2022年已有多家钙钛矿企业完成融资,如人烁光能宣布完成数亿元A轮投资、光晶能源宣布完成3000万天使轮融资、协鑫光电完成5亿元B+轮融资等。据公开信息统计,仅2022一年,包括腾讯、三峡资本、高瓴资本、碧桂园、红杉中国、九智资本等在内的数十家头部机构前仆后继加速对钙钛矿企业源源不断注资,投资金额均超千万、甚至上亿元。赛道中更是涌现了不少新入局者,

有行业人士表示,“钙钛矿产业正处于产业化初期阶段,行业属性具有较强先发技术优势,谁的技术在产线上率先得到验证,谁就在产业化先行一步,这一优势对于其后续发展和参与竞争无疑是十分有利的。钙钛矿技术门槛高,后来者不容易突破先行者设置的技术门槛。”

随着资本的加速入局,钙钛矿产业技术进步或超市场预期,钙钛矿电池量产落地进程有望加速实现。银河证券此前预测,随着钙钛矿电池技术发展日益成熟,“十四五”期间我国钙钛矿电池在建及规划产能有望达到50GW-75GW。

眼下,钙钛矿尚处于从0到1阶段。展望2023年,不少业内人士表示,钙钛矿电池产业化有望提速,行业竞争或将加剧。中金证券指出,预计今年钙钛矿业内中试线扩产规模有望达1000-1200MW,同比增长近两倍;而今年在百兆瓦产线进度领跑的多家公司也有GW级扩产计划,上半年有望启动业内首批GW级产能的建设及招标活动,推动全国钙钛矿产业规模实现量变。

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