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2、 新玩家“跑步进场”钙钛矿虽然听起来很“高端”,但产线投资成本相对晶硅等其他技术路线却更为低廉,这恰恰吸引众多公司特别是新玩家纷纷涌入的一个重要因素。

1)传统的晶硅组件分为硅料、硅片、电池片、组件四个生产环节,需要四个不同的工厂进行专门生产。即使所有环节无缝对接,整体也要耗时三天以上才能完成。1GW产能合计所需投资金额接近10亿元。
2)相比之下,钙钛矿电池的生产流程简单,仅需要在一个工厂内铺设一条300百米长的全自动生产线,在45分钟内就能实现电池组件的完整生产流程,产业链条显著缩短。1GW产能所需投资额仅为晶硅的一半。
3)在光伏组件价格走低逼近成本线的现状下,光伏组件商们密切关注更有前景的技术路线,以图站在下一代技术迭代的前沿,即使目前钙钛矿商业化尚处于“0-1”早期阶段。
4)大体看,钙钛矿军备竞赛已经演变成阵营之间的“三国杀”。
(1)第一阵营,是在次世代的光伏技术路线竞争中担忧失势的晶硅电池龙头,代表企业为协鑫光电、隆基绿能、天合光能、通威股份(600438.SH)等。
晶硅电池企业在钙钛矿的拓展方向,主要以钙钛矿/晶硅两端叠层为主。晶硅电池企业本身掌握成熟的晶硅技术,叠层电池则有望使其利用原有产线和技术积累,延续降本增效产业优势。因此大部分晶硅电池龙头企业都难以放弃对钙钛矿的布局,毕竟若任一家厂商率先突破钙钛矿产业化难题,对同行的降维打击有可能是毁灭级的。
(2)第二阵营是试图打破现有光伏格局、以单点突破的新势力,代表企业有纤纳光电、极电光能、曜能科技等。大多数初创公司选择以单结钙钛矿起步。据业内人士介绍,单结钙钛矿工业化制造已形成基本工艺方案,技术难度相对简单;还有一部分创业公司则选择钙钛矿叠晶硅和钙钛矿叠钙钛矿。曜能科技称,目前团队自主研发的小面积钙钛矿/晶硅两电极叠层电池器件效率已超过32%,大面积稳态效率已达到30.44%,从数据上看,是目前全球有数据公布的大面积叠层电池最高效率。
 (3)第三阵营是光伏圈外的跨界玩家群体。比如显示面板龙头京东方(000725.SZ)近日宣告正式进军光伏钙钛矿领域。
5)钙钛矿的热风,也刮到了隔壁的新能源汽车市场。比亚迪(002594.SZ/1211.HK)在11月17日机构调研时表示,公司拥有专业的钙钛矿太阳能技术研发团队,并成立有光伏技术研究院,将不断加大相关研发投入。长城汽车(601633.SH/2333.HK)去年与江苏省锡山经济技术开发区签署战略协议,投资30亿元规划建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线,该项目今年4月已开工;新能源车企跨界进军钙钛矿有协同性在。由于钙钛矿材料很薄且具有高柔性的优点,未来有很大潜力能应用于汽车玻璃顶以增加行驶里程。

3、 取代晶硅,为时过早:无论钙钛矿多么风光无两,但处于产业化初期亦是现实;钙钛矿面临的技术瓶颈,需要多轮技术迭代、延续和传承,以及不断地试错修正,靠“短期催熟”不可能毕其功于一役。需要突破的两大关键技术,一是稳定性,二是大面积制备。
1)稳定性是第一大致命瓶颈,尚无圆满解决方案。目前钙钛矿电池持续光照时间最长约10000小时,若按平均日照时长4小时计算,理论寿命仅6.8年,远低于晶硅电池25-30年的理论寿命。晶硅“坚如磐石”的分子结构,加工难度高,耗能也高,但稳定性和耐用性也极高。而钙钛矿是一种软离子晶体,其结构在高湿度下易分解;生成温度较低,逆分解所需能量也较低,存在不耐高温、不耐光照等缺陷,造成组件效率降低甚至失效,其稳定性远不如金刚石结构的晶硅;换句话说,不耐光、不耐热、还怕水的钙钛矿,现阶段还难以适应光伏组件热、晒、湿的常态环境。现阶段,钙钛矿太阳能电池在连续工作两千小时后,便会出现5%左右的功率衰减。而根据工信部下发的《光伏制造行业规范条件》要求,单晶硅组件首年衰减不超过3%,多晶硅组件首年衰减不超过2.5%,后每年不超过0.7%;因此,按照晶硅电池的标准来看,钙钛矿电池的寿命还远远达不到大规模商用的要求。
2)另一大技术难题,来自大面积制备。膜层制作工艺是限制钙钛矿电池大面积化的主要因素。在实验室过程中,大多借助旋涂仪使用旋涂法制备小面积钙钛矿电池,但若放在大面积工业化生产上,高转速的旋涂仪难以进行连续、大面积的沉积,无法规模化落地。此外,电池面积扩大会降低电池效率,而钙钛矿结晶时间短,工艺窗口小。当制作尺寸放大后,钙钛矿薄膜容易出现孔洞和厚度不均匀等现象,使得大面积电池制备造成的效率损失更大。因此,大面积钙钛矿的效率远低于小面积的实验室效率。为此,各厂商还在膜层制作新技术手段、优选材料及组分和封装工艺等方面寻找多方面探索,试图突破大面积制备难题。但均存在相应的局限性,标准化方案尚未确定。
3)目前来看,晶硅电池短期内完全被钙钛矿取代仍是“镜花水月”。断定钙钛矿成为光伏组件终极路线,尚言之过早。

 

发布时间:2023/12/24 1:12:22 查看:121次

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