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    鄭州華晶金剛石股份有限公司

    新一代光伏走向成熟還需邁過幾道坎?

    關鍵詞 光伏|2022-06-06 10:11:48|來源 經濟參考報
    摘要 全球首條百兆瓦鈣鈦礦產線日前在浙江衢州正式量產。從2009年首次面世,到2022年首條規?;€落地,十多年間,新一代光伏技術鈣鈦礦不斷刷新轉化效率最高紀錄,取得了其它太陽能電池技術...

           全球首條百兆瓦鈣鈦礦產線日前在浙江衢州正式量產。從2009年首次面世,到2022年首條規?;€落地,十多年間,新一代光伏技術鈣鈦礦不斷刷新轉化效率最高紀錄,取得了其它太陽能電池技術幾十年才實現的發展。

           在碳達峰、碳中和目標下,研發制備更低成本、更高效率的光伏技術是實現光伏發電平價上網的關鍵,也將為實現“雙碳”目標提供重要科技支撐。

           鈣鈦礦邁向產業化,能否催生清潔能源產業的新一輪技術革新?

           首條鈣鈦礦100兆瓦產線量產

           在衢州纖納新能源科技有限公司的無塵車間里,機械臂上下翻轉、穿插配合,每隔40秒就有一片鈣鈦礦太陽能電池組件完工下線。

           “用鈣鈦礦的溶液在玻璃上‘打印’一層薄膜,這層薄膜就能用于太陽能發電?!崩w納光電CEO姚冀眾說,他們研發的溶液打印技術,讓鈣鈦礦的生產過程就像印刷報紙一樣高效。

           5月20日,纖納光電宣布全球首條鈣鈦礦100兆瓦生產線正式量產。同日,該企業還發布了針對地面集中式光伏電站研發的鈣鈦礦組件。該款組件長1245毫米,寬635毫米,厚度為6.4毫米,包括115瓦至130瓦的四個功率型號。

           業內人士認為,鈣鈦礦實現百兆瓦級的規?;慨a,意味著以鈣鈦礦為代表的新一代光伏電池技術向產業落地邁出了重要一步。

           鈣鈦礦光伏電池是一種新型人工合成光伏材料,相對晶硅太陽能電池有高吸光率、高轉換效率、柔性、透光的優勢,可以在陰雨天等低光照環境正常工作,能接受極端低溫和高溫,具備柔性且具有20%-80%的透光性。

           鈣鈦礦材料在2009年首次被嘗試應用于光伏發電領域,受到學術界的廣泛關注,2013年入選美國《科學》2013年十大科學突破,2017年獲得有諾貝爾獎風向標之稱的化學領域“引文桂冠獎”。

           人們很快發現了鈣鈦礦的優點,除了性能優異、成本低廉外,這種材料的效率提升速度尤為驚人。2009年面世時,鈣鈦礦的光電轉化效率只有3.8%,僅僅十多年后,鈣鈦礦的實驗室效率已提升至25.7%。

           中泰證券研究所發布的研報顯示,鈣鈦礦的效率提高速度是目前所有太陽能電池技術中發展最快的,僅用10年時間即取得了其它種類太陽能電池幾十年才實現的成就。

           “鈣鈦礦是一種新技術,本次的商業化產線落地量產,給我們帶來了信心,讓我們更堅信這條技術路線走得通?!闭憬∧茉幢O測中心主任王毅恒說。

           產業資本爭相布局

           一些業內人士在近兩三年間真切感受到,作為新一代光伏技術代表的鈣鈦礦“火”了。

           硅料作為目前光伏產業鏈上游的重要原材料,其價格飆漲成為過去一年光伏行業經營環境復雜多變的重要原因。據中國光伏行業協會數據顯示,2021年硅料價格累計上漲177%,最高漲幅達224%。在硅料價格飆漲的刺激下,產業鏈價格整體上揚。

           光伏企業正面臨新一輪轉型,而技術革新則成為降低成本、提升盈利能力的重要因素。

           近日,昆山協鑫光電材料有限公司宣布完成數億元人民幣B輪融資。此次融資由騰訊領投,所融資金將用于進一步完善公司100兆瓦鈣鈦礦生產線和工藝。

           5月5日,寧德時代董事長曾毓群在寧德時代業績說明會上稱,公司鈣鈦礦光伏電池研究進展順利,正在搭建中試線。

           2021年,纖納光電宣布完成C輪融資,共計3.88億元,由三峽資本領投;高瓴氣候變化投資團隊在碳中和領域投資的鈣鈦礦光伏企業曜能科技完成數千萬元A輪融資;長城汽車掌門人魏建軍投資的極電光能也完成了2.2億元Pre-A輪融資。

           業內人士表示,在成本上,鈣鈦礦產品以基礎礦為原料合成產生,涉及部分玻璃、TCO(透明導電氧化物)、封裝膠膜等,整體原材料成本較低,且生產過程能耗低,整個工藝流程可在一個工廠里完成,單位產能投資可降低至晶硅產線的一半。

           在王毅恒看來,鈣鈦礦材料的價值一方面在于可以大規模降低度電成本,使其自身在市場上有更高的競爭力,而良好的透光性使之能與農業更好結合,做到真正意義上的“農光互補”。

           協鑫光電材料有限公司董事長范斌認為,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分錢的成本差異,從而實現光伏對火電的大規模替代。

           大規模商用仍面臨多重挑戰

           光伏發電成本依賴于太陽能電池的光電轉換效率,因此,制備成本更低、理論效率上限更高的鈣鈦礦被寄予厚望。

           “前幾代光伏材料,在技術上受制于國外的設備制造公司,產品出口時又受限于專利壁壘,我們很難掌握主動權。鈣鈦礦作為全新的光伏材料,提供了技術革新彎道超車的可能性?!崩w納光電常務副總經理顏步一說。

           國家能源局、科學技術部聯合編制的《“十四五”能源領域科技創新規劃》提出,要推動高效鈣鈦礦電池制備與產業化生產技術,根據創新規劃技術路線圖,2022年,鈣鈦礦電池初步具備量產能力;2025年,單結鈣鈦礦電池量產效率達到20%;2030年,鈣鈦礦電池實現產業化生產。

           在實驗室中,為了追求極致的效率和性能,新技術的研究往往不計代價。但從實驗室“寵兒”到行業“新秀”,鈣鈦礦技術走向大規模商用,仍然面臨諸多挑戰。

           范斌表示,目前整個鈣鈦礦技術的發展正處于從無到有的階段,面對的是全新的設備、供應鏈和工藝技術。這其中,最大的難度在于保證產品的良率。

           浙江大學光電科學與工程學院教授楊旸認為,相較實驗室小面積電池取得的效率,大面積鈣鈦礦電池仍有很大提升空間,工藝優化是關鍵。此外,在復雜工況環境中不斷測試和研究鈣鈦礦組件的工作狀態,可以幫助研發人員更快地提升其穩定性,不斷迭代出更高效更穩定的產品。

           “一項新技術邁出產業化的第一步,一定會面臨很多困難和質疑,需要政府、企業、市場多方來共同推動?!睏顣D說。

     

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