编者按:时隔三个月再次刷新国内转换效率纪录,第三代薄膜技术——钙钛矿电池稳态输出效率达到32.44%!,这则消息一经发出便让钙钛矿电池像坐上了火箭,带动其概念指数大幅走高,更是在2月14日触及了其五个多月以来的高点1154.63。是技术的颠覆还是前景的光明使得钙钛矿概念在资本市场上如此风光?SMM汇集了钙钛矿电池技术与目前的主流技术和产品对比;国内目前钙钛矿电池技术进展,以及与国际技术的比较;目前国内涉及钙钛矿电池企业的生产规模、布局该领域的众多企业以及学术界、技术界和研究机构等看法,以期提供一些参考!
比一比:钙钛矿电池成本低、效率高
成本低、效率高以及原材料优势等让钙钛矿电池成为光伏界新宠。
据悉,光伏电站中光伏组件成本占电站成本40%,其中20%是核心组件(电池中把光转化成电的组件)也就是电池片成本。若电池效率能够实现持续提升,电池成本做到持续下降,光伏电站的成本也将有大幅下降的潜在空间。由于钙钛矿电池在成本与效率上的“降维打击”——将电池制造过程从2-3天缩短到1小时内,在一家工厂内就能完成。若钙钛矿未来能完全推广开来,光伏行业产业链或将大大缩短,上中下游价值更集中。
转化效率高:钙钛矿电池理论转化效率可达43% (远远高于传统晶硅的25%转化率)。从极限转换率来看,钙钛矿三节层电池最高,达45%。其次分别为晶硅/钙钛矿双节叠层、钙钛矿电池单层电池、晶体硅太阳能电池、TOPCon电池、HJT电池、普通单晶硅电池,转换率分别为35%、31%、29.4%、28.7%、27.5%、24.5%。
低成本:钙钛矿电池比传统晶硅产业链降低一半制造成本。据中信建投的研究数据显示, 钙钛矿产能投资是晶硅的二分之一,1GW 仅为 5 亿元。
原材料优势 :晶硅类太阳能电池对硅料纯度要求需达 99.9999%,对硅料消耗极高。 而钙钛矿材料对杂质不敏感,纯度在 90%左右的钙钛矿材料即可制成转换效率在 20%以上的太阳能电池。95%纯度的钙钛矿即可满足生产使用需求,原材料更加易得。晶硅类太阳能电池的生产每年约需要 50 万吨硅料,而若全部替换为钙钛矿太阳能电池,大约只需要 1000 吨钙钛矿原料。钙钛矿电池不存在原材料瓶颈
国泰君安在点评钙钛矿的优点时指出,钙钛矿电池高性能低成本,有望掀起光伏领域新一轮技术革新。钙钛矿太阳能电池理论光电转换效率高达33%,突破传统晶硅电池29%的上限,且采取叠层模式后,光电转换效率有望突破45%,在光伏领域具有诱人前景。钙钛矿组件制备流程显著缩短,设备投资成本更低,钙钛矿材料廉价易得,对缺陷的容忍度最高,在成本上具有潜在优势。钙钛矿太阳能电池制备工艺和结构同晶硅电池不同,叠加其物美价廉潜力,有望掀起光伏领域新一轮技术革新。
不过,值得注意的是,提高其稳定性成为钙钛矿电池产业化的重要因素浙商证券此前一份研报也曾提及,稳定性是制约钙钛矿太阳能电池产业化的重要因素,其主要缺点是寿命短(稳定性低)。目前钙钛矿太阳能电池的T80寿命约4000小时, 距当前主流光伏技术的25年寿命相差甚远。目前钙钛矿电池大面积模块的效率仍远低于小面积,是制约产业化的另一难题。
技术进展:国内企业在钙钛矿领域有一定优势
在钙钛矿领域,国内的企业相对于海外还是有一定优势的。
从国内来看,2月7日,中国科学院发布的文章称钙钛矿光伏研究取得新进展。该文指出在变温环境中,二氟乙烯在晶界处的有序排列可以有效的缓冲变温过程中晶粒挤压引起的晶界形变并释放晶格应力,实现可恢复的晶体结构,从而显著提升器件的变温稳定性。这则消息也意味着长久以来制约钙钛矿电池走向应用的关键难题可有效解决。澳门大学应用物理及材料工程研究院教授邢贵川的团队联合深圳大学苏陈良教授的团队揭示了提高混合二维/三维钙钛矿体系光电转换的效率和稳定的关键因素,从而提高有关太阳能电池的商业应用价值。该研究成果已发表于国际知名学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)。南京工业大学团队联合西北工业大学团队通过离子液体醋酸甲胺(MAAc)创造性制备出长期稳定的钙钛矿印刷油墨,解决了钙钛矿器件放大化面临的科学与技术难题,将应用于制备图案化的丝网印刷钙钛矿薄膜和全丝网印刷钙钛矿光伏器件,加速钙钛矿光伏产业化进程。相关论文11月10日在线发表于《自然》。
近日,中国科学院大连化学物理研究所薄膜太阳电池研究组高级工程师王辉、副研究员王开和研究员刘生忠团队,与西安电子科技大学教授张春福、郝跃院士团队及中国科学院空天信息创新研究院研究员黄旻团队合作,首次报道了临近空间环境钙钛矿太阳电池昼夜性能演化的研究成果。相关成果发表于《先进能源材料》。研究表明,钙钛矿太阳电池在临近空间展现出优异的发电性能和较好的稳定性,最高发电功率密度达12兆瓦/平方厘米(同时搭载的晶体硅太阳电池发电功率密度为15兆瓦/平方厘米),目前在临近空间飞行时间最长、昼夜温差变化最大(-70℃至70℃)、发电功率密度最大。经实验室效率归一化后,钙钛矿太阳电池与晶体硅太阳电池全天发电能量密度完全相当。
南开大学化学学院袁明鉴研究员、陈军院士带领的科研团队与加拿大多伦多大学爱德华·萨金特教授课题组合作,围绕高性能半导体量子点固体合成中面临的关键科学问题,发展了高性能导电钙钛矿量子点固体薄膜制备全新策略,实现了多材料、跨尺寸的钙钛矿三原色电致发光器件的可控构筑。研究成果发表在最新一期《自然》杂志上。
国内已有二十多家企业宣布钙钛矿太阳能电池投资计划,东吴证券研报指出。目前纤纳光电、协鑫光电、极电光能产业化进度领先,行业内已有3条100MW级别钙钛矿产线搭建,产业化初现曙光。从具体的公司来看,北京曜能科技有限公司自主研发的小面积钙钛矿/晶硅两端叠层电池稳态输出效率达到32.44%,时隔三个月再次刷新国内转换效率纪录。曜能科技2月6日宣布,经中国计量院认证,北京曜能科技有限公司自主研发的25cm2大面积钙钛矿/晶硅两电极叠层电池器件稳态效率达到29.57%,为目前报道的大面积叠层电池最高效率。曜能科技表示,钙钛矿/晶硅叠层技术的产业化目标是实现工业级规格电池和组件的批量生产,25cm2电池器件是验证工业级规格电池工艺可行性的重要节点。至此,曜能科技已完成从基本材料配方和工艺方法到整体资源配套和研发思路的颠覆性跨越,初步验证了团队的产业化研发能力,为下一步大面积工业级规格电池的落地奠定了基础。
从国外来看,据公开资料显示,钙钛矿电池效率提升速度非常快,其2009 年诞生时效率为 3.8%, Sang Ⅱ Seok 结合两步法旋涂成膜,2017 年将效率提高到 22.1%, 2018 年,Jun Hong Noh 等通过一种无溶剂固相反应的方法将效率提升到 24.35%,2022 年,蔚山先进能源技术研究开发中心和洛桑联邦理工学院将胶体QD-SnO2牢固地连接到c-TiO2表面, 形成了连续、薄和共形的 SnO2 层,基于双层电子传输层将 PSCs 效率提升到了 25.7%。澳洲国立大学(ANU)近来研发出了效率高达30.3%的串联硅-钙钛矿太阳能电池。研究人员表示,他们将广泛使用的硅电池和钙钛矿电池的优势结合了起来,生产出了具有超高效率的串联硅-钙钛矿太阳能电池,同时还增强了太阳能电池的运行稳定性,其最新研究成果已于近期发表在了《先进能源材料》杂志上。据德国亥姆霍兹联合会日前表示,德国柏林亥姆霍兹中心(HZB)科学家称,他们生产出一种钙钛矿/硅串联太阳能电池,可将32.5%的入射太阳光转化为电能——光电效率高达32.5%,创下新的世界纪录!意大利认证机构欧洲太阳能测试装置(ESTI)测试并正式确认了这一纪录。
海外的企业如牛津光伏oxford pv,据银河证券研报显示,国际上发展迅速的钙钛矿电池企业之一是牛津光伏(Oxford PV),成立于 2010 年,目前在英国、德国设立两大研发中心,共有研发人员约 90 人,并有超过 200 项专利,是目前钙钛 矿电池领域研发实力最强的领军企业。牛津光伏采用硅与钙钛矿叠层的方法提高电池板的效率, 2020 年 12 月,其钙钛矿太阳能电池创下了 29.52%的新世界认证效率纪录,2022年创下了大面 积(274cm2)最高认证光电转化效率 26.8%,商业生产于2022年在 Oxford PV 位于德国的工业基地开始,计划年产能 100 兆瓦,在 2024 年将其目前 100 兆瓦/年的产能工厂扩大到 2 吉 瓦/年,这将是世界上第一条硅钙钛矿串联太阳能电池的量产生产线。不过,这都还是处在电池阶段,没有达到发布组件水平的产品。钙钛矿是我们国内企业第一次原创性的开发,可以说从钙钛矿技术在实验室开始,到量产阶段,国内是遥遥领先。
现状:协鑫光电和纤纳光电能等企业已率先建成百MW级产线
国泰君安研报表示,钙钛矿产业初具雏形,大面积高效率最终破局。目前,协鑫光电、纤纳光电、极电光能等企业已率先建成百MW级产线,部分量产组件率先出货,钙钛矿产业化初具雏形。钙钛矿产业化发展进程依赖于能否实现大面积组件的稳定性和高效率,该进展同时依赖于底层材料的know-how及产业化工艺设备的迭代创新,以钙钛矿产业当前进展看,2024年有望实现GW级产能。
具体产业进展,粗略统计如下,2022 年 2 月,纤纳新能源计划总投资 6000 万元左右 的全球首个钙钛矿光伏地面电站开工建设。 2022 年 4 月,极电光能与大冶市人民政府、智能科技在湖北大冶举行“大冶新能源项目 签约暨长冶新能源揭牌仪式”。大冶新能源项目装机规模达 2.8GW,总投资金额约 120 亿元。 极电光能将为该项目提供更绿色、更高效、更低成本的钙钛矿光伏组件产品。 2022 年 5 月,仁烁光能预计下半年启动 150MW 钙钛矿光伏组件量产线建设,目标尺寸 1.2*0.6m,效率达 20%以上。2022年5月,纤纳光电发布了全球首款钙钛矿α组件。2022年7月,纤纳光电的首批α组件在浙江衢州正式发货,发货数量为5000片,用于浙江省内工商业分布式钙钛矿电站。2022 年 8 月,长城集团与江苏锡山经济技术开发区签约战略合作,宣布极电光能全球总 部及钙钛矿创业产业基地项目计划建设全球首条 GW 级钙钛矿光伏组件及 BIPV 产品生产线, 预计年产值达 25 亿元。
根据中邮证券不完全统计,2022 年钙钛矿产能约为0.47GW,2023/2024 年有望达到1.16/4.47GW。在技术与资本的双重推进下,其研报认为多条GW 级别生产线有望于2023 年招标,2-3 年内落地。
受宠:宁德时代、通威股份等多家企业争相布局
钙钛矿电池的优势与前景,吸引无数企业争相布局,以期能分到一杯羹!
近日,经中国计量院第三方测试认证,北京曜能科技有限公司自主研发的小面积钙钛矿/晶硅两端叠层电池稳态输出效率达到32.44%,时隔三个月再次刷新国内转换效率纪录。
宁王在去年10月公布了钙钛矿太阳能电池专利。宁德时代新能源科技股份有限公司2022年10月18日公布了“钙钛矿太阳能电池及其制备方法、用电设备”专利。其摘要显示,本申请涉及太阳能电池领域,钙钛矿太阳能电池包括背板、透明基板,透明基板与背板之间形成有密封腔;以及钙钛矿太阳能电池器件,钙钛矿太阳能电池器件位于密封腔内;其中,密封腔内含有体积分数为10%-100%的氨气以及余量的惰性气体。10%-100%的氨气能够提高钙钛矿材料的化学稳定性能,从而提高钙钛矿太阳能电池器件的热稳定性,进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和使用寿命。
而通威股份在去年半年报中提到,公司已全面展开了对钙钛矿/硅叠层电池等前沿技术的研究与开发。
隆基绿能也宣布拥有钙钛矿相关专利20项。隆基绿能此前在投资者互动平台表示,鉴于钙钛矿电池技术的尚未完全具备规模化的条件,目前商业化大规模应用尚不成熟,此外,公司在钙钛矿等多种电池技术路线上进行了前瞻性研究,目前尚未看到技术盲区。
天合光能在去年8月底透露,公司已开发钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳电池实验室效率达到29.2%,经国际权威认证机构第三方测试效率27.9%。晶科能源、东方日升等一体化巨头也透露对钙钛矿技术的高度关注和研发储备。
协鑫科技旗下昆山协鑫光电材料有限公司宣布完成5亿元B+轮融资,由淡马锡投资、红杉中国、IDG资本三家联合领投,川流投资等机构跟投,大股东协鑫科技持续加码。据悉,该轮融资将用于完善协鑫光电100MW大尺寸钙钛矿组件产线的工艺和设备开发。据悉,目前协鑫光电100MW产线处于工艺开发与设备改造阶段,下线组件效率预计今年年底可突破16%,2023年底或将实现超18%的转换效率。
盛达资源发布2023-2027战略规划公告,规划中提出,加速布局新能源中上游。加速锂、铜、镍、锰、钴、铂族元素等新能源矿产资源的并购;加快公司现有项目产业升级:适时开展金山矿业一水硫酸锰提纯至高纯硫酸锰。关注钙钛矿在光伏的应用、全钒液流电池的产业化进程,布局新能源矿产资源。
京山轻机披露投资者关系活动记录表公告,公司目前在钙钛矿领域布局了核心的镀膜设备,有用于实验室,体积较小的设备,比如团簇式的蒸镀设备,高校和企业购买后单结和叠层都可以做;还有中试线上相对较大的设备,比如我们目前已经具备比较成熟能力的PVD溅射式设备;以及正在研发的ALD设备,现在样机正在客户现场进行验证。除了镀膜设备之外,公司还能够提供产线上的玻璃清洗机、钙钛矿干燥设备、组件封装设备等。
利元亨10日在互动平台表示,目前有钙钛矿的设备在头部客户试样,储能方面也已经取得众多客户的订单,公司在各工艺路线上都有布局并与相关头部客户建立合作关系。利元亨6日在互动平台表示,公司目前涉及的钙钛矿设备主要为激光类设备。在光伏领域,公司与冯·阿登纳、上海森松等签定了战略合作协议,在异质结、钙钛矿等工艺展开深度合作。
万润股份2月8日在互动平台表示,公司在2014年开始布局开发钙钛矿太阳能电池材料,随着产品开发工作的不断推进,逐步实现了相关产品技术积累与专利布局。目前合作方数家,涉及多种钙钛矿。
宝馨科技公告,与相关方合作设立合资公司西安宝馨光能,共同开展钙钛矿-异质结叠层电池技术研发、产业化技术研究以及商业化解决方案推广。
皇氏集团日前发布公告称,公司控股子公司皇氏农光日前与深圳黑晶光电技术有限公司签署合作框架协议,共同推进TOPCon/钙钛矿叠层电池产品技术的研发、生产及产品应用。双方的合作目标是通过黑晶光电的钙钛矿叠加技术的应用,使皇氏农光子公司安徽皇氏绿能生产的TOPCon电池产品效率达到显著提升,其中2023年效率达到26%以上、2024年达到27%以上、2025年达到29%以上,最终目标实现36%以上。黑晶光电是一家专业从事钙钛矿光伏、钙钛矿光电产品研发和制造的创新型高科技企业。皇氏农光隶属于A股上市公司皇氏集团旗下光伏板块子公司。
太阳能近期接受机构调研时表示,公司下属镇江公司2022年新建的1.5吉瓦高效组件项目已经投产。后续公司将持续与地方政府积极接洽,正积极研究TOPCon、HJT、钙钛矿等电池技术,择机布局。
杭华股份2月6日在投资者互动平台表示,目前钙钛矿电池正处于产业化尝试阶段,尚需解决大面积高效组件的制备问题以及长期使用稳定性问题,尚未开启大规模量产商用,公司与钙钛矿产业链制备厂家在钙钛矿电池封装技术应用领域进行过学术性探讨和交流,截止目前尚未在钙钛矿电池封装应用层开展实质性的实验合作和功能性涂层材料的样品研发。
华工科技2月6日在投资者互动平台表示,公司的激光切割设备已应用于钙钛矿领域。
清越科技近日在互动平台表示,钙钛矿技术为现阶段公司布局的研发项目之一,目前尚处于初期阶段。
微导纳米在接受机构调研时表示,公司积极响应下游厂商XBC电池结构的开发和优化需求,并根据下游厂商在HJT电池、钙钛矿叠层电池等其他新型高效电池的量产节奏完善相关的技术储备和产品。截止目前,公司已取得了XBC电池、钙钛矿异质结叠层电池订单。
帝尔激光日前接受机构调研时表示,2022年,公司应用于BC电池线路的激光设备,全年近40GW订单;PERC电池近100GW订单;TOPCon的SE一次激光掺杂设备在四季度有20多GW订单;同时还有来自激光转印,钙钛矿、设备升级改造以及备件等订单。目前每家客户的硼掺杂方案存在定制的差异,单GW价值量存在差别,但整体在700-800万左右,硼掺杂毛利水平与现有PERC大体相当。公司的激光转印设备在去年三季度末实现了单机订单,激光转印在HJT工艺上有30-40%浆料的节约,0.3%以上效率的提升,预计优先会在HJT工艺上实现整线量产订单。
奥联电子日前发布公告称,子公司将设立合资公司投资建设钙钛矿太阳能电池生产线,据奥联电子的钙钛矿规划显示,2023 年其50MW 钙钛矿中试线投产,2024年 600MW钙钛矿装备和 120MW 钙钛矿电池组件生产线投产,力争 5 年内形成 8GW钙钛矿装备和2GW钙钛矿电池组件生产能力,实现钙钛矿电池研发、装备研制和装备制造规模、钙钛矿电池效率处于行业领先水平。
极电光能150MW钙钛矿光伏生产线在无锡正式投产运行。据介绍,该产线是全球截至目前已投产且产能最大的钙钛矿光伏生产线,同时具备BIPV产品、标准组件的生产能力。根据计划,该产线将陆续向市场推出发电石材、透明发电幕墙、光伏屋瓦等钙钛矿BIPV产品和钙钛矿标准光伏组件产品,达产后年产值可达3亿元。
2021年6月,钙钛矿领军企业纤纳光电与亚玛顿签署合作协议,未来双方将在钙钛矿太阳能电池玻璃定制、BIPV组件、TCO玻璃等多个方面展开多维度合作。2022年5月,纤纳光电发布了全球首款钙钛矿α组件。2022年7月,纤纳光电的首批α组件在浙江衢州正式发货,发货数量为5000片,用于浙江省内工商业分布式钙钛矿电站。
Voltec Solar公司和法兰西岛光伏研究所(IPVF)正合作在法国建设一处太阳能组件超级工厂。在一份声明中,两家公司表示,该工厂将成为法国光伏工业项目的一部分,并将引入4T钙钛矿/硅串联技术。IPVF表示,其计划在2025年之前将这一技术推向市场,至2030年将生产规模扩大至5GW。 (PV-Tech)
声音:政策支持+机构看好 钙钛矿电池前景展望
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。鼓励开发先进适用的智能光伏组件,发展智能逆变器、控制器、汇流箱、跟踪系统等关键部件。加大对关键技术装备、原辅料研发应用的支持力度。鼓励开发安全便捷的户用智能光伏系统,鼓励发展光伏充电宝、穿戴装备、交通工具等移动能源产品。探索建立光伏“碳足迹”评价标准并开展认证。加快构建光伏供应链溯源体系,推动光伏组件回收利用技术研发及产业化应用。
《深圳市关于大力推进分布式光伏发电的若干措施》发布,其中提到,培育光伏产业和骨干企业。支持企业和科研机构持续提升光伏材料、组件及配套设备等技术水平,强化光伏装备、电池片及组件、系统集成、电站建设运维产业链条。做大做优光伏逆变器、太阳能电池制造装备等优势领域,着力推动光伏逆变器向高功率密度化、电网友好化和高度智能化方向发展,积极开发新一代晶硅太阳能电池制造设备。市级专项资金重点支持异质结电池、钙钛矿电池技术研发和应用示范,推动新型高效太阳能电池降本增效。加强政策引导与支持,建立光伏产业骨干企业培育机制,重点支持技术水平高、市场竞争力强的光伏设备制造企业和光伏能源建设运营管理企业快速发展,努力形成一批光伏制造、运维龙头企业。
日前,广东省东莞市发改局发布《东莞市新能源产业发展行动计划(2022—2025年)》,文件提出,到2025年,在储能产品领域形成2家以上年产值超50亿元的国际知名企业,在大型储能集成制造、家庭储能、便携式储能、消费锂电池、光储一体、新型太阳电池等领域培育一批全国一流水平的龙头企业。支持光伏逆变器、智能光伏系统产业加快发展。支持新型低成本薄膜太阳电池、钙钛矿新型太阳电池技术研发。拓展分布式光伏发电应用,积极推进公共建筑光伏开发利用。开展“智能光伏+新型储能”示范。
杭州市11月2日发布《关于加快推进绿色能源产业高质量发展的实施意见》(征求意见稿)。提出发展壮大储能产业;努力推进钠离子电池、铅炭电池、液流电池、固态锂离子电池、熔盐储能、压缩空气储能、氢储能等新型储能技术攻关及产业化。持续做强光伏产业;推动TOPCon、HJT等晶硅太阳能电池组件和碲化镉、钙钛矿、铜铟镓硒等薄膜电池组件创新发展,不断提高逆变器、控制器、光伏玻璃、光伏浆料、薄膜等系统关键装备和辅料配套能力,提升产业链上下游协同能力。坚持集中式与分布式并举,推动整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点建设。
据华能清洁能源研究院公众号消息,我国首个钙钛矿标准专题工作组日前宣布成立。目前,钙钛矿工作组的成员34家,委员人数53人。成员单位包括国家能源集团、中核电力、华电重工、北京理工大学、常州大学、华南理工大学、北京曜能科技、杭州纤纳、杭州众能、无锡极电、昆山协鑫、隆基绿能、常熟阿特斯等发电和生产企业。标准工作组将在以下方面开展工作:跟踪国内外钙钛矿光伏技术与标准化工作动态;开展钙钛矿光伏电池技术与标准的交流与研讨;开展钙钛矿光伏电池标准工作规划和顶层设计,结合光伏电池标准体系研究制定钙钛矿光伏电池标准体系;开展钙钛矿光伏电池性能测试、可靠性评价等方面关键标准的研究和制定。
国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司发布关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知。其中提到,完善产业链综合支持措施,落实相关规划部署,突破高效晶体硅电池、高效钙钛矿电池等低成本产业化技术,推动光伏发电降本增效,促进高质量发展。推动高效环保型及耐候性光伏功能材料技术研发应用,提高光伏组件寿命。
上海市科学技术委员会等六部门印发《上海市科技支撑碳达峰碳中和实施方案》,风能利用方面,研发百米级以上高空风电机组、大规模固定式及抗台风型漂浮式海上风电机组、超大型海上风电机组整机设计制造与安装测试技术,研发低频输电等深远海高效输电技术、深远海风电场精准评估技术、大型风电场及风电机组健康实时监测与智能运维技术等。太阳能利用方面,研发超高效硅基光伏、高效稳定钙钛矿电池及其耦合技术、空间太阳堆电源技术、分光谱式太阳能光伏光热高效综合利用技术、光伏电站智慧调控与运维关键技术、建筑光伏与电能耦合调控关键技术等,研制适用于快速路、轨道交通、隔音棚等超大型城市应用场景的光伏电池,研发先进光伏农业等。
隆基绿能创始人、总裁李振国介绍,同样的面积,吸收同样的光,能发出的电当然越多越好。以电池片为例,在20%转换效率的基础之上,经过测算,每提高一个百分点的转换效率,可以为下游电站节约5%以上的成本。
在杭州纤纳光电科技有限公司联合创始人兼CEO姚冀众看来,钙钛矿电池光电转换效率理论极限超过30%,有望成为新一代电池技术。目前钙钛矿已经徐徐拉开了大规模量产的序幕,纤纳光电作为钙钛矿光伏技术领军企业,已在钙钛矿组件的技术、效率、稳定性等方面取得突出成果,未来将进一步瞄准钙钛矿技术天花板,加速光伏行业发展。
华泰证券研报指出,钙钛矿目前尚处于从0到1阶段,但产业化进展明显加速,预计今年将有接近1GW的中试线扩产,爬产顺利情况下,头部参与者有望于今年启动GW级产线招标,24-25年有望看到多条GW级产线落地。从业绩释放顺序看,新技术发展初期设备商有望最先受益,国内设备商已陆续完成出货交付,其次是TCO玻璃/POE胶膜等辅材厂商,最后是电池厂,24-25年钙钛矿电池能够低成本大规模量产后,领先电池厂将享有超额收益。从发展可预见性看,短期辅材确定性最高,中期设备商由于技术路径未定风险机遇并存,长期看电池厂掌握know how,同时布局电池+整线设备的玩家最具投资价值。
长江证券指出,当前钙钛矿整体仍处于产业化初期,从量上看,当前扩产规模较小,但设备厂商提前与钙钛矿厂商进行合作研发、验证,将充分受益后续钙钛矿电池扩产放量,设备需求释放。建议持续关注钙钛矿产业化赛道,重点关注:1)在晶硅电池已有深厚技术积累的企业在钙钛矿领域的横向拓展;2)钙钛矿电池部分设备与电子、显示面板等行业涉材料工艺环节设备有一定共通性,关注切入钙钛矿领域的跨行业设备企业;3)新布局钙钛矿电池&组件生产的企业。
上海证券研报表示, 降本增效是光伏行业核心逻辑。晶硅电池接近理论效率极限,钙钛矿效率天花板更高,且预计最终成本比晶硅电池有较大降低,有望成为技术未来发展方向。晶硅电池理论效率29.4%,量产效率极限在26%-27%,目前TOPCon 量产效率已经超过25%,正在逼近效率极限,由于存在CTM 效率损失,组件量产效率极限会更低。钙钛矿电池本身即为组件,理论效率可达33%。另外,由于钙钛矿生产过程工艺温度低,能耗低,并且生产流程相比晶硅明显缩短,所以生产成本预计最终比晶硅成本下限有较大降低。由于兼顾高效率、低成本及低能耗的优点,钙钛矿有望成为光伏电池技术的未来发展方向。目前行业产线规模主要为百兆瓦级,其预计GW级产线将于2024年前后投建。
中邮证券研报表示,钙钛矿是具有革命性的新材料。钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体(具有ABX3 的化学通式)作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿电池具有效率上限高、成本低、可叠层、柔性四大优势,是具有革命性的新材料。钙钛矿商业化进程提速。截至目前,国内已有三条百兆瓦级别的钙钛矿光伏组件产线建成(协鑫光电、纤纳光电、极电光能),多条百兆瓦产线、GW 级产线正在推进中。
申港证券研报表示, 钙钛矿电池的主要优点:理论效率高。钙钛矿带隙约为1.5 eV,且调控钙钛矿组分可以调节带隙。单结钙钛矿电池理论光电转换效率极限约33%,高于晶硅电池的29%。成本低。应用范围广。其研报认为,钙钛矿电池产业化正在加速,建议关注:钙钛矿电池布局领先的公司和透明导电玻璃TCO 技术领先的公司。
中金公司表示,预计2023年内钙钛矿太阳能电池行业中试线扩产规模或达1000-1200MW,同比2022年的350MW增长近两倍;1H23三家企业或率先启动行业首批GW级产能的建设和招标活动;且2023-24年预计各家一级市场钙钛矿公司融资轮次有望继续向前推进。从投资方向来看,建议重点关注:1)钙钛矿核心层设备具备高弹性,激光划线设备具备高确定性,传输层、钝化层设备增量空间亦值得关注;2)钙钛矿组件导电、阻水要求带来较晶硅的增量辅材需求,重点关注TCO导电玻璃、ITO靶材、丁基胶以及POE粒子胶膜四大方向。
中泰证券研报指出,目前钙钛矿电池中各功能膜层材料选型多样,各家钙钛矿电池生产商的工艺选型、设备构成也存在差异。但总体上钙钛矿电池的制造离不开磁控溅射设备、RPD、涂覆机、蒸镀机、激光设备等。由于钙钛矿电池生产商大多不具备制造设备的能力,在产业化初期钙钛矿电池产能的增长将使钙钛矿电池设备商受益。仅考虑钙钛矿电池在BIPV领域的应用,2025年钙钛矿电池设备市场空间可达132亿元。
银河证券研报表示,钙钛矿稳定性是业界非常关注的问题,目前通过无机电荷传输层的应用、钙钛矿材料体 系优化、钝化技术的导入、复合电极的开发、封装技术的优化等手段解决稳定性问题,并取 得积极进展。极电光能通过无机电荷传输层材料、甲脒基钙钛矿材料体系、自创的钝化技术、 复合背电极的开发以及可靠的封装技术的开发,较好地解决了钙钛矿组件稳定性的问题,并通 过了晶硅组件检测标准 IEC61215 的加速老化认证测试,还通过了泡水、加速光老化等测试。目前,钙钛矿电池已步入商业化的关键节点,亟待推进供应链企业的合作开发以及行业标准的建立。钙钛矿电池成本低、效率高、工艺简单且可柔性制备,具备较强的优势,随着相关企业加大布局和开发力度,钙钛矿电池的产业化进程有望加速。钙钛矿电池制备工艺涉及涂布、磁控、蒸镀、激光等相关设备有望持续受益。
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