天眼查顯示,10月18日,寧德時代的“鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法、用電設備”專利公布。這意味著,鈣鈦礦電池技術的產業(yè)化進程將進一步提速。
摘要顯示,本申請涉及太陽能電池領域,鈣鈦礦太陽能電池包括背板、透明基板,透明基板與背板之間形成有密封腔;以及鈣鈦礦太陽能電池器件,鈣鈦礦太陽能電池器件位于密封腔內;其中,密封腔內含有體積分數(shù)為10%-100%的氨氣以及余量的惰性氣體。10%-100%的氨氣能夠提高鈣鈦礦材料的化學穩(wěn)定性能,從而提高鈣鈦礦太陽能電池器件的熱穩(wěn)定性,進一步提高鈣鈦礦太陽能電池的效率和使用壽命。
應用領域廣泛,發(fā)展前景廣闊
相比于晶硅電池,鈣鈦礦電池具有極限轉換效率高、生產成本低、制備工藝簡單、高柔性等優(yōu)勢,且非常適合與晶硅電池制成硅/鈣鈦礦疊層電池,因此擁有極為廣闊的發(fā)展前景。Scientific Report數(shù)據(jù)顯示,單結鈣鈦礦電池光電轉換效率極限為31%,略高于晶硅電池的29.43%,而雙結疊層電池和三結疊層電池則高達45%和49%。
延展到應用層面,鈣鈦礦電池憑借質量輕、厚度低、可彎曲、半透明等特性,非常適用于柔性組件的制備,可廣泛應用于光伏、汽車、航空、軍事、建筑、可穿戴式發(fā)電器件等眾多領域和場景,尤其是在BIPV和CIPV(車載光伏)領域的應用前景極為廣闊。
不過,由于鈣鈦礦質地脆弱、不耐高溫、易氧化、濕氣環(huán)境下易分解等特性,導致其壽命較短且光電轉換效率衰減較大,這也成為制約其實現(xiàn)產業(yè)化落地的關鍵因素之一。數(shù)據(jù)顯示,鈣鈦礦組件的T80壽命(效率下降到初始值的80%)約為4000小時,距離晶硅組件的25年壽命相距甚遠。
資本青睞,政策扶持
其實,寧德時代早在兩年前便已開始在鈣鈦礦領域展開布局。2020年,董事長曾毓群通過控股子公司瑞庭投資參投協(xié)鑫光電pre-A輪融資,正式入局鈣鈦礦領域。在今年5月份的業(yè)績說明會上,曾毓群稱公司鈣鈦礦光伏電池研究進展順利,且已進入中試線搭建階段。
不僅僅是寧德時代,碧桂園、騰訊、高瓴等資本巨鱷近些年也紛紛入局鈣鈦礦領域。碧桂園于2021年參投極電光能、2022年參投無限光能;騰訊于2022年參投協(xié)鑫光電B輪融資;高瓴資本領投曜能科技A輪融資。
除了資本青睞以外,政府主管部門也極為重視鈣鈦礦技術的發(fā)展。在科技部等九部門發(fā)布的《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022—2030年)》中提出,要研發(fā)高效硅基光伏電池、高效穩(wěn)定鈣鈦礦電池等技術;在國家發(fā)改委、國家能源局等9部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中指出,要掌握鈣鈦礦等新一代高效低成本光伏電池制備及產業(yè)化生產技術。
產業(yè)化進程不斷提速
受益于資本青睞和政策扶持,鈣鈦礦的產業(yè)化進程也在不斷加速。根據(jù)中銀證券的統(tǒng)計,目前鈣鈦礦規(guī)劃產能已超過27GW,開工近1GW,預計2023-2024年的產能增速將達到80%和256%。具體而言:
協(xié)鑫光電100MW鈣鈦礦生產線已于2021年開始試產,光電轉換效率達到18%,預計2023-2024年將投建GW級產線;
杭蕭鋼構子公司合特光電計劃于2022年底投產首條HJT/鈣鈦礦疊層電池中試線,目標效率28%以上;
纖納光電產能規(guī)模達到100MW,并發(fā)布了鈣鈦礦α組件,最高功率可達130W;
極電光能于2021年啟動150MW試制線建設,預計將于今年投產;
通威股份布局的實驗線,預計首片鈣鈦礦電池將于年內下線;
東方日升的鈣鈦礦/HJT疊層電池研發(fā)取得突破性進展,擬于年內投建鈣鈦礦及疊層電池試驗線;
寶馨科技與張春福、朱衛(wèi)東等學術專家就鈣鈦礦/HJT疊層電池達成合作意向,計劃4年半內實現(xiàn)GW級量產。
未來發(fā)展,尚存爭議
對于鈣鈦礦電池技術的未來發(fā)展,業(yè)內人士也提出了不同觀點。
特億陽光總裁祁海珅在接受媒體采訪時曾表示,當前階段的鈣鈦礦更多是給晶硅賦能,增加鈣鈦礦技術的HJT疊層電池應該是技術融合的最佳突破路徑,光電轉換效率達到30%的可能性較大,這是單純的晶硅電池無法觸及的,需要鈣鈦礦技術的賦能加持方可實現(xiàn)。
而協(xié)鑫光電董事長范斌博士在接受媒體采訪時則認為,鈣鈦礦是下一代光伏材料的最佳選擇,其效率和穩(wěn)定性已經在實驗室中得到很好的驗證。未來在實現(xiàn)產業(yè)化后,只要能夠給運營商帶來更高的回報率,替代晶硅就會水到渠成。