钙钛矿点燃光伏行业的未来

小夏 科学 更新 2024-03-04

近日,我国在钙钛矿电池领域取得重大进展,标志着第三代光伏技术的快速发展和巨大潜力。 虽然钙钛矿电池的产业化仍处于早期阶段,但其高效率和快速效率提升引起了众多行业专家的关注,对其未来发展持乐观态度。

随着越来越多的传统硅基光伏企业和国有企业加入钙钛矿电池的研发和生产,这一新兴领域的产业化步伐正在加快。 钙钛矿产业的快速发展被科学技术促进会钙钛矿产业分会负责人生动地描述为“草初生”,预示着产业即将迎来爆发式增长。 此外,在第五届全球钙钛矿与叠层电池产业化论坛上,多位行业专家**2024将是钙钛矿电池产业化的重要转折点。

经过一系列技术突破,企业界对钙钛矿电池的规模化生产抱有积极期待。 吉电太阳能计划到2025年完成钙钛矿电池组件的商业验证,并有望开始大规模销售,这进一步印证了业界将钙钛矿技术商业化的意愿。

自2023年以来,钙钛矿电池不断在技术上取得重大突破。

近日,首款钙钛矿混合BC(Hybrid BC)四端串联太阳能电池正式在光伏行业推出,转换效率为3394%,可以说是太阳能电池行业的技术进步。

就在上个月,协鑫光电宣布钙钛矿单结组件效率达到1804%,打破世界纪录。 4天后:Aurora Solar宣布商业尺寸钙钛矿组件的全面积效率已达到182%,创下新纪录。

不少业内人士认为,钙钛矿组件的效率将拓展更多光伏电池的发展空间。

吉电太阳能副总裁江伟龙在接受PV Time采访时表示,18%的效率是一个临界点,在经济上可以与晶体硅PK相提并论,但在市场端还不够,“18%更像是纸面上的象征性节点,作为一项让市场接受的新技术, 它需要进一步提高效率。 但目前,已经有不止一家公司能够达到18%,说明这项技术确实很有前途。 ”

协鑫光电总经理田庆勇在接受PV Time采访时也表示,单结组件18%的效率,是下一步串联组件非常坚实的基础。 “基于18%的单结效率,该公司有信心明年能够生产出效率至少为26%的2平方米钙钛矿叠层组件。

田庆勇介绍,26%的组件效率是光伏行业的里程碑,26%是晶体硅组件效率的上限,但这只是钙钛矿串联效率的起点,据了解,11月30日,协鑫光电研发的面积为279mmx370mm的钙钛矿层组件效率达到2617%,创造了新的世界纪录。

在组件效率的持续提升方面,协鑫光电有明确的技术路径,田庆勇表示,从26%的效率开始,公司预计未来叠层组件的量产效率将达到35%以上。

这一次,协鑫光电的串联组件采用了钙钛矿和晶体硅并联的设计结构。 田庆勇介绍,并联方案是模块级串联思路,底层核心是大面积钙钛矿技术,即要先做好大面积钙钛矿或单结组件,再将钙钛矿和晶体硅电池与电压相匹配,从而制作出高效的并联叠层组件。 大部分技术难点在于大面积钙钛矿的制备。

在过去的两个月里,钙钛矿电池的效率一再打破记录。 除了吉电光能和协鑫光电的技术突破外,11月,由乐天佩罗夫斯克光电与中国科学院化学研究所联合研发的钙钛矿太阳能电池取得了26个成功25%权威第三方认证效率。 不久前,Aurora Solar开发了8101cm大尺寸钙钛矿组件稳态效率达到195%,再次创下了世界纪录榜上最大钙钛矿组件效率的新纪录。

可以说,作为第三代光伏技术,钙钛矿今年在技术上已经完成了爬坡阶段。

对此,江伟龙深受感动,他说,行业的爆发不是一天的工作,而是每个人随着时间的推移积累,代表着整个行业的突破。

近两年,在先后实现大面积钙钛矿实验室技术和连续生产工艺的成熟后,吉电太阳能明年的核心目标是通过150MW试制线的精益磨削和全球首座GW工厂的建设,实现钙钛矿的“工厂成熟”。 到2025年,当钙钛矿市场成熟时,其产品可以在市场上与晶体硅正面竞争,并开始大规模销售。

不难看出,经过一系列的技术突破,企业对量产目标更加看好。 我只是不知道它在市场上的接受程度如何。 据华泰**分析,钙钛矿新技术的大规模应用节点有望提前到来。

中国科学院院士、科学技术促进会钙钛矿产业分会名誉会长褚俊豪也表示,钙钛矿作为第三代太阳能电池,具有优越的光电性能。

2023年4月,七国集团(G7)气候、能源与环境部长会议发表联合声明称,将推动钙钛矿太阳能电池等领域的技术创新,这也引发了市场对钙钛矿太阳能电池的强烈关注。

早在2022年,资本市场对钙钛矿的反应就非常强烈,不断有追赶者进入游戏。 除了隆基、天合光能、阿特斯、晶澳太阳能、东方日凯等光伏企业外,比亚迪、长城汽车等车企、电池巨头宁德时代、丰电巨头明阳集团、中核集团等历史企业纷纷布局钙钛矿盘。

2023 年 11 月,钙钛矿电池轨道上增加了一名将军。 京东方开展了钙钛矿光伏项目的启动仪式,这也意味着该面板领头人正式进入光伏领域。 可以说,钙钛矿线圈一直受到资本的青睐。

当被问及如何看待这股热潮时,江伟龙表示,本质上是行业本身的需求"因为我们已经看到,硅技术的发展已经到了瓶颈,所以只有一条路可以内卷化。 ”

田庆勇还提到,在硅技术接近理论瓶颈的背景下,辽电成本的持续降低需要新的电池技术驱动,目前唯一可行的解决方案是钙矿串联。 “随着钙钛矿技术的逐渐成熟,必然会吸引越来越多行业巨头和投资机构的关注,这将对加速钙钛矿产业化有很大帮助。 "

前手还提到,近期钙钛矿电池技术研发探索不断加快,选代速度也超出预期。

然而,在混合资本市场中,不乏过热的资本。

2023年2月,华能清洁能源研究院针对奥联发布的虚假公告发布澄清声明,其中还提到奥联钙钛矿电池合作伙伴的信息披露是虚假的。

后来,当你参观奥联电子钙钛矿项目公司时,没有迹象表明该公司的具体设备和生产,但它早些时候宣布“50MW钙钛矿试验线将于2023年投产”。

江伟龙用了“在过热和过冷之间来回走动”这句话。"在描述资本市场时,她表示,光伏产业环境对技术突破的需求和钙钛矿技术本身的发展已经到了产业化的前夜,因此催生了资本市场的关注,也是发展一流关注和产业关注的基本条件。 "只不过,在火热的资本市场中,或多或少都有喜忧参半的事情,包括一些摩擦热的情况。

资本市场的热度高到有助于钙钛矿产业的发展吗?

从行业角度看,江伟龙表示,在资本市场保持一定的热度,有利于外界更深入地了解行业,更好地为行业获取资源"但是,企业也应该清楚地认识到,热度不可避免地会回落再上升,企业在热度高的时候需要多走一层。 如果企业不能在热度上升之前储备足够的现金,当市场降温时,经济的发展就会受到影响。 企业需要的是逐一遵循技术发展的规律,把握企业发展壮大的经济,顺应资本市场的特点,为企业的发展获取更多的资源。

过去一年,处于风口浪尖的钙钛矿一直被资本市场寄予厚望,但资本市场的忽冷忽热和热钱的涌入,或将推动一些钙钛矿厂家成为资本泡沫。

不过,归根结底,追逐还是高转换效率才是光伏电池发展的核心,韦庆勇也表示,要客观冷静地看待钙钛矿的投资热潮。 她说"要避免投资热潮带来的浮动心态,尊重技术发展的客观规律,安定下来攻克技术的本质难点,让钙钛矿技术更加扎实,把钙钛矿组件产品做得更好。 ”

江伟龙表示,吉电太阳能近年来一直走自己的步伐,始终以技术为核心,推动钙钛矿产品通过技术不断降本增效,这也是其未来几年发展的主旋律。 "其他事情要么是为技术服务,要么是为技术开拓市场,等技术成熟到一定阶段后,聚集各种资源。 “

在钙钛矿领域,吉电光能、协鑫光电、微纳光电堪称先锋。

截至2022年底,协路光电、吉电太阳能、微纳光电等陆陆光电已公布平方米级、100MW级中试线,并宣布将于2023-2024年开工建设GW级生产线。

2023年12月27日,协鑫光电举办全球首个千兆瓦级大型(24米 x 12米)钙钛矿生产基地的奠基仪式标志着协鑫钙钛矿正式进入千兆瓦级商业运营阶段。

10日前,昆山市人民与协鑫集团达成合作协议,根据协议,协鑫光电将在昆山建设一条2GW钙钛矿生产线,分两期完工。

在竞争激烈的钙钛矿电池领域,除了三位先行者之外,还有一批来势汹汹的追逐者,如隆基、长科、通威、天合光能等传统晶体硅电池片企业,以及华之亿新能源等前沿企业。

江伟龙表示,大多数传统硅厂商在2022年之前并没有将钙钛矿作为重点方向,她还提到,这些硅企对钙钛矿一年前和现在的态度可能完全不同"正是因为钙钛矿单结技术的发展一次又一次地突破了大家的预期,所以他们必须重新规范这个方向。 "

虽然这些公司已经部署了钙钛矿,但与三家先行者不同的是,隆基、天合光能等传统晶硅企业依赖硅电池的技术,而且大多选择使用晶体硅钙钛矿串联作为研发方向。 根据银河**的分析,这些公司目前技术进步迅速,但大多处于研发或实验室阶段。

江伟龙说,目前,这三位先驱者一直专注于单结钙钛矿技术"我们的判断逻辑是,堆栈的成熟期会更晚一些,我们把它作为预独立的研发布局和下一代技术的储备。 "

他还提到,如果单结不成熟,堆垛一定做不好。 "实验室里还有一个研发团队在做串联的研发,我们把它作为单结成熟后的下一代技术,因为硅成熟了,钙钛矿不成熟,两者堆叠在一起,解决了界面的不成熟问题。 “

信达点新首席分析师吴昊在接受《光伏时报》采访时也表示,单一的钙钛矿企业就是专攻一项技术,希望将钙钛矿技术发扬光大。 然而,硅企其实更多的是观察者和追随者,对钙钛矿技术进行了投资,但对于投资能达到什么样的效果,能达到什么程度,却没有明确的说法。 "如果达到一定的突破,达到硅企认可的量产标准,说不定就能布局了。 “

事实确实如此。 从市场情况来看,确实只有少数先驱提到在2025年左右实现大规模量产,甚至比GW级别还要大。

吴昊表示,这些公司可能希望钙钛矿技术能够快速推广,吸引更多被盗资金进行投资,因此做出了更乐观的预测。

另一方面,降级和天合光能的想法不同,虽然有钙钛矿的布局,但商业化的目标并没有很快提出。

江伟龙的分析,可能由企业本身的特点来决定"企业的决策不一定遵循技术逻辑,而是与企业现有的资源票据和国家的特点有关。 在技术产业化成熟之前,对一条技术路线的发展判断必然会有差异,企业现有的产业链和技术布局会有所不同,选择的道路也会有所不同。 "

因此,未来几年公司面临的挑战将有所不同。 在钙钛矿技术研发的前期,吉电太阳能在光伏产业上没有工业级布局,技术路线的选择不会受到任何历史包袱的影响。 对于硅公司来说,情况并非如此。

2023年以来,钙钛矿电池技术在全球取得重大技术突破,发展速度和效率提升显著。 这项新兴技术在短短十年内就从最初的实验室研究发展到显著的效率提升,展示了颠覆性技术的潜力。 同时,江苏迪塔镁业科技等企业在大面积钙钛矿电池制备技术方面的进步,特别是其狭缝镀膜机的应用,为钙钛矿电池的产业化提供了重要的技术支撑。 与晶体硅电池相比,经过60多年的发展,它已经从5%发展到26%钙钛矿电池的效率高达81%,在短短十年内就实现了效率的显著提高,证明了其作为颠覆性技术的潜力。

尽管钙钛矿电池在商业应用中显示出巨大的前景,但它们仍然需要克服寿命、稳定性和大面积制备方面的挑战。 与此同时,许多领先的晶体硅电池公司仍在扩大生产线,并继续投资于成熟的晶体硅技术。 对于钙钛矿电池技术的未来,业内专家指出,技术更新和替代是一个自然的发展过程,能够适应这种节奏的企业将找到自己的生存和发展方式。

钙钛矿电池的技术进步不仅体现在效率的提高上,还体现在其材料的稳定性和大面积的制备上。 这些技术突破加速了钙钛矿电池的产业化进程,表明了钙钛矿电池在未来光伏市场中的重要地位。 此外,从电站投资收益来看,光伏组件的每瓦发电量和每瓦成本是衡量技术价值的关键指标,钙钛矿电池技术的发展不仅注重提高效率,而且注重降低成本。

业界看好钙钛矿电池技术的商业化前景,预计未来几年随着技术成熟和产能扩大,钙钛矿电池将在市场上取得显著的竞争优势。 2023年被视为钙钛矿产业化的关键节点,众多企业致力于从实验室规模向产业规模的转变,期待2025年钙钛矿电池技术的大规模商业化。

总之,钙钛矿电池技术由于其独特的优势和快速的技术进步,正逐渐成为光伏行业的重要力量。 尽管仍存在一些技术和市场挑战,但随着技术的不断成熟和产业化的推进,钙钛矿电池有望在不久的将来实现颠覆性的市场突破。

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