近日鈣鈦礦技術(shù)的進(jìn)展,相對其他電池技術(shù)而言備注關(guān)注,因?yàn)槭袌鲱A(yù)期今年可以實(shí)現(xiàn)GW級別量產(chǎn),市場格外關(guān)注鈣鈦礦中試產(chǎn)線的進(jìn)展情況。
但實(shí)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(diǎn)是否解決,是制約未來商業(yè)化量產(chǎn)的關(guān)鍵因素。
整體而言,我們肯定鈣鈦礦行業(yè)的進(jìn)展,也看好未來鈣鈦礦在疊層以及多層等應(yīng)用給光伏效率帶來的提升。但實(shí)事求是的說,現(xiàn)在即使實(shí)現(xiàn)了階段性的突破,但鈣鈦礦想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)以及應(yīng)用還為時過早。
01 鈣鈦礦在講什么故事?
光伏電池技術(shù)目前路線眾多,TOPcon,HJT,XBC,鈣鈦礦等技術(shù)百花齊放,究竟誰會是最后的主流路線不得而知,因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)還處于試錯階段,但今天我們想重點(diǎn)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(gòu)類似的“ABX3”化合物,與字面意思并沒有什么關(guān)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?yàn)樾?,性能等方面相比于其他技術(shù)極具吸引力,一旦可以實(shí)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(yuǎn)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(dá)到33.7%,疊層模式下的鈣鈦礦理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)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(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)換效率看鈣鈦礦-疊層實(shí)驗(yàn)室效率也可以達(dá)到32.5%,仍遠(yuǎn)超晶硅電池。所以說因?yàn)殁}鈦礦電池效率的想象空間更大,使得鈣鈦礦電池技術(shù)極具吸引力。
第二,生產(chǎn)成本非常低。因?yàn)殁}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?yàn)殁}鈦礦基礎(chǔ)材料都是基礎(chǔ)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?yàn)榕赂邷?,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。
并且,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(gòu)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(diǎn)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?yàn)殁}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(yán)重。
雖然近期德國亥姆霍茲(HZB)研究中心的Antonio Abate領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)稱,在鈣鈦礦電池穩(wěn)定性研究中取得了“里程碑式進(jìn)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(rèn)證。
這些產(chǎn)業(yè)進(jìn)展表明鈣鈦礦在其缺點(diǎn)攻克方面一直在持續(xù)進(jìn)步,但并不意味著業(yè)內(nèi)最擔(dān)憂的鈣鈦礦量產(chǎn)的穩(wěn)定性問題得到解決。
02 理想和現(xiàn)實(shí)的差距有多大?
為什么在光伏眾多技術(shù)路線中,鈣鈦礦近期備受關(guān)注?最重要的原因是鈣鈦礦在今年有望實(shí)現(xiàn)0-1的突破性進(jìn)展,從MW進(jìn)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(yù)計(jì)在1.36GW。
但是因?yàn)閷︹}鈦礦前景的看好,眾多龍頭企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃都在如火如荼進(jìn)行,預(yù)計(jì)到2026年規(guī)劃產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)約40GW。當(dāng)然,值得注意的是,規(guī)劃不等于現(xiàn)實(shí)也不等于落地,至于理想到現(xiàn)實(shí)的偏差有多大,現(xiàn)在大談未來有多少產(chǎn)能并不現(xiàn)實(shí)。
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(jì)效益,所以雖然說現(xiàn)在因已經(jīng)實(shí)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(yuǎn)。
此外見智研究認(rèn)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(yuǎn)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(jìn)步,但是說顛覆,還為時過早。
原標(biāo)題:鈣鈦礦:只談效率不講成本的“技術(shù)革命”都是空談