作者：泰羅，編輯：小市妹
(資料圖片僅供參考)
2月9日，鈣鈦礦概念股繼續(xù)沖高。聆達(dá)股份、帝爾激光、杰普特、萬潤(rùn)股份、京山輕機(jī)、金晶科技、金信諾、日出東方、陽光電源等都在上漲。鈣鈦礦電池指數(shù)也重回去年九月份的點(diǎn)位。
國(guó)泰君安認(rèn)為，鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化正處于初期階段，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展關(guān)鍵在能否實(shí)現(xiàn)大面積且高效率高穩(wěn)定的鈣鈦礦電池制備，這有賴于材料端、工藝端、設(shè)備端的共同進(jìn)步，其中材料研究、結(jié)晶工藝、封裝技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦電池的高效率高穩(wěn)定具有重要意義。
此前發(fā)布的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》就強(qiáng)調(diào)，在新型光伏電池領(lǐng)域加大技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)力度，推動(dòng)行業(yè)進(jìn)一步降本增效。要加強(qiáng)前瞻性研究，開展高效晶硅電池和鈣鈦礦電池等應(yīng)用示范。
現(xiàn)在，鈣鈦礦電池已經(jīng)成為全行業(yè)的焦點(diǎn)。
作為新能源的主力軍，當(dāng)前光伏的商業(yè)化集中在晶硅電池，而硅的能量轉(zhuǎn)化效率（PCE）是有極限的。越是從中榨取電能力，就越能感受到晶硅電池提升空間的逼仄。
除非超越硅。
光伏產(chǎn)業(yè)變革的十字路口，用10年時(shí)間走完晶硅電池50年發(fā)展之路的鈣鈦礦橫空出世，其能力轉(zhuǎn)化率已經(jīng)突破晶硅電池極限。
光伏即將迎來再一次顛覆。
“PERC之后可能是異質(zhì)結(jié)（HJT）或者TOPCon，而HJT和TOPCon之后的未來，一定是鈣鈦礦?！?/p>
隨著鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率不斷突破極值，業(yè)內(nèi)普遍將其看做引領(lǐng)光伏產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的“最佳人選”。
2009年，日本科學(xué)家Tsutomu Miyasaka首次用鈣鈦礦光伏電池發(fā)電，當(dāng)時(shí)的電能轉(zhuǎn)換效率僅有3.8%，僅僅在十年之后的2019年，鈣鈦礦電池性能便飆升至25%。用10年時(shí)間就走完了晶硅電池50年的發(fā)展之路。
近日，經(jīng)中國(guó)計(jì)量院第三方測(cè)試認(rèn)證，北京曜能科技有限公司自主研發(fā)的小面積鈣鈦礦/晶硅兩端疊層電池穩(wěn)態(tài)輸出效率達(dá)到32.44%，再次刷新了國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄。
值得注意的是，這一記錄超過目前效率最高的異質(zhì)結(jié)、TOPCon等晶硅技術(shù)的效率極限，將同為薄膜電池的其它技術(shù)路線甩開幾條街。
晶硅組件不同技術(shù)的理論極限分別為：
晶體硅太陽能電池理論極限效率：29.43%；
普通單晶硅電池理想條件下最高效率為24.5％；
HJT電池理想條件下最高效率為27.5％；
TOPCon電池具有更加高的效率上限：28.2%~28.7%。
可以說，在能量轉(zhuǎn)換效率上，鈣鈦礦已經(jīng)吊打晶硅電池，將光伏這一新能源上升至全新高度。
從理論極限來看，鈣鈦電池單層電池理論效率極值可達(dá)31%，晶硅/鈣鈦礦雙節(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達(dá)35%，而三節(jié)層電池理論極限可能升值至45%以上。
而如果摻雜新型材料，鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率最高能達(dá)到驚人的50%，是目前晶硅電池的2倍左右。
盡管這些數(shù)據(jù)目前還僅限于實(shí)驗(yàn)室或者理論研究層面，但鈣鈦礦顯然已經(jīng)擁有了強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，它的出世為光伏產(chǎn)業(yè)打開了全新的想象空間。
昆山協(xié)鑫光電CEO范斌甚至認(rèn)為：“鈣鈦礦的度電成本有望比火電還低，跟火電拉開一毛錢到一毛五的成本差異，從而實(shí)現(xiàn)光伏對(duì)火電的大規(guī)模替代?！?/p>
從2020年幾大電力公司的度電成本來看，如果鈣鈦礦度電成本降低至僅有晶硅電池發(fā)電的一半，那么將明顯優(yōu)于火力發(fā)電，成為極具競(jìng)爭(zhēng)力的新能源。
鈣鈦礦電池還有一大優(yōu)勢(shì)，作為一種高柔性的薄膜電池，可以使用在晶硅電池?zé)o法觸達(dá)的使用場(chǎng)景；而且結(jié)構(gòu)輕便，易于安裝，更適合當(dāng)前大力推廣的光伏建筑一體化。
作為第三代光伏技術(shù)，資本早已瞄上了這一技術(shù)藍(lán)海。
此前不斷刷新的世界紀(jì)錄都出自實(shí)驗(yàn)室，問題是這些電池的尺寸很小，普遍只有1cm2-1.12cm2，壽命也非常短，不具備產(chǎn)業(yè)化條件。
而企業(yè)在量產(chǎn)時(shí)，一方面要不斷提升轉(zhuǎn)化率，另一方面要解決尺寸和壽命的問題，鈣鈦礦的商業(yè)化才能更進(jìn)一步。
目前，許多玩家已經(jīng)下海進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐，目前國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的是昆山協(xié)鑫。2021年，昆山協(xié)鑫100MW鈣鈦礦生產(chǎn)線開始試生產(chǎn)，并且將組件面積擴(kuò)大至1m×2m，光電轉(zhuǎn)化效率提高至18%以上。協(xié)鑫光電目前可大規(guī)模量產(chǎn)的是45cm×65cm的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)換效率為15%。
除了協(xié)鑫光電，由三峽資本投資的纖納光電，先后7次打破了鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率記錄。當(dāng)前，其位于衢州的100MW量產(chǎn)線也已經(jīng)破土動(dòng)工。并且已經(jīng)開建全球首個(gè)鈣鈦礦地面光伏電站。其和三峽科學(xué)院聯(lián)合研發(fā)的疊層電池組件轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了26.63%。
長(zhǎng)城汽車創(chuàng)始人魏建軍控股的極電光能，在63.98cm2的鈣鈦礦光伏組件上，實(shí)現(xiàn)了20.5%的光電轉(zhuǎn)換效率，創(chuàng)造了全球大面積鈣鈦礦電池效率的最高紀(jì)錄。
極電光能更看重鈣鈦礦在光伏建筑一體化(BIPV)上的應(yīng)用。極電光能總裁于振瑞此前就表示，“BIPV是現(xiàn)階段鈣鈦礦電池最好的產(chǎn)業(yè)化路徑之一，我們會(huì)首先切入BIPV領(lǐng)域，開發(fā)鈣鈦礦幕墻產(chǎn)品。”
由于幕墻產(chǎn)品的特殊性，鈣鈦礦發(fā)揮自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以避開與晶硅電池直接“拼刺刀”。幕墻產(chǎn)品追求外觀設(shè)計(jì)，且需要透明度，這恰好是鈣鈦礦的優(yōu)勢(shì)，卻是晶硅技術(shù)的短板。鈣鈦礦電池能夠做到美觀且半透明，因此BIPV極有可能成為鈣鈦礦商業(yè)化的前哨站。
相比注重轉(zhuǎn)化效率的纖納光電和極電光能，萬度光能更注重成本。自創(chuàng)立起，萬度就主攻超低成本光伏器件——“印刷鈣鈦礦光伏”技術(shù)的開發(fā)，基于印刷技術(shù)和廉價(jià)原材料，研發(fā)出3600c㎡的鈣鈦礦組件，成本方面也更勝一籌。
在湖北鄂州、宜昌政府的支持下，萬度光能的“野心”更大。2021年6月，其總投資高達(dá)60億元的鈣鈦礦太陽能電池項(xiàng)目正式落地，這是迄今為止，最大的鈣鈦礦電池投資項(xiàng)目。
此前，鈣鈦礦太陽能電池新銳企業(yè)無限光能宣布完成數(shù)千萬元天使輪融資，由碧桂園創(chuàng)投、耀途資本、光躍投資共同參投。
海外巨頭中，韓國(guó)韓華集團(tuán)最為積極，這家全球TOP10企業(yè)與柏林亥姆霍茲中心 (HZB)合作研發(fā)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池，創(chuàng)造了轉(zhuǎn)化率高達(dá)29.8%的世界紀(jì)錄。韓華集團(tuán)已計(jì)劃對(duì)此技術(shù)進(jìn)行投資擴(kuò)產(chǎn)，該技術(shù)也被列為韓國(guó)國(guó)家項(xiàng)目。
此外，傳統(tǒng)晶硅電池玩家隆基股份、通威股份、東方日升等公司均對(duì)鈣鈦礦太陽能電池表現(xiàn)出濃厚興趣，或已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域有所布局。
可以看出，鈣鈦礦的商業(yè)化仍處于起步階段，但不少產(chǎn)業(yè)資本已經(jīng)跑步入局。
光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化主要看三大要素——成本、效率、壽命。鈣鈦礦在成本和效率方面遠(yuǎn)勝于晶硅電池，但其壽命短、穩(wěn)定性差、天然不穩(wěn)定，導(dǎo)致效率衰減過快，這是鈣鈦礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地的最大掣肘。
要知道，目前的光伏電池普遍壽命在25-30年。因此，在提升產(chǎn)品尺寸和能量效率的同時(shí)，如何讓用戶相信鈣鈦礦電池?fù)碛?5年的壽命，將是押注鈣鈦礦技術(shù)的企業(yè)亟需解決的問題。
提升電池壽命，背后涉及到材料體系、電池結(jié)構(gòu)、封裝等等環(huán)節(jié)。當(dāng)前，全球光伏界正在對(duì)鈣鈦礦的效率衰減和穩(wěn)定性進(jìn)行科技攻關(guān)，新的解決方案不斷涌現(xiàn)，也許很快就會(huì)有最佳的解決辦法。
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關(guān)鍵詞： 鈣鈦礦指數(shù)重回高點(diǎn) 吊打晶硅電池 誰能握緊船票
