2.2、 能源央企押注钙钛矿,大力研发促进产业化
1)华能集团是最早从事钙钛矿技术研发的能源企业,于 2013 年开始基础理论研究,2015年着手实验室级小面积钙钛矿研发,效率达到 18.8%,进入国内领先水平;2019 年,小面积电池效率突破22.8%,同年进行工艺放大,100 平方厘米电池模组效率达到18%;2020 年,华能开启产业化进程,建设大面积模组中试实验线;2021 年 3 月,首片三代线级别(3500 平方厘米)钙钛矿光伏组件正式下线。
(1)2021 年 12 月,华能大面积钙钛矿光伏组件转换效率经第三方检测达到 15.51%。2022年 11 月,认证转换效率突破 18.5%。华能方面表示,这是公开报道首次基于 3500 平方厘米大面积组件上实现的最高效率,是华能集团从小面积钙钛矿研发到大面积产业化的重要阶段性进展。
(2)2023 年 12 月 25 日,中国华能集团有限公司青海分公司共和塔拉滩 30 万千瓦光伏建设项目成功并网发电,该项目部分运用了最新钙钛矿电池组件,是由中国华能牵头建设的全球最大商用尺寸兆瓦级钙钛矿组件光伏示范项目。
2)国家电投:国家电投集团中央研究院于 2019 年底开始启动叠层电池技术研究,于 2022年 7 月完成第一阶段实验室验证,2023 年 3 月,中央研究院自主研发的钙钛矿/硅异质结两端叠层电池(5×5mm)效率达到 27.69%,截至 2023 年末,经第三方机构测试,小面积叠层电池效率已达29.4%,并同时在进行面向产业化的大面积叠层电池技术开发。
3)中国能建:中国能源建设集团与中国电力科学研究院有限公司在 2022 年 11 月宣布,将联合众能光电成立零碳院,专注于第三代光伏技术等新技术的研发与应用,支撑具有中国特色国际领先的太阳能发电产业的发展。
4)华电集团:华电集团旗下的华电重工于 2023 年 3 月在投资者关系活动会上表示,华电重工拟在“十四五”期间,紧跟异质结、钙钛矿等行业新技术应用,进入光伏制造环节,补足华电集团光伏产业链制造短板,积极发展支架制造,补足产品短板,适时开发外部市场,发展成为国内一流的光伏装备提供商。
5)中核集团:中核集团旗下主要上市公司中国核电于 2023 年6 月 27 日通过了《关于柔性、刚性钙钛矿商业级中试产线研发科研项目立项的议案》,议案表示中国核电 2022 年钙钛矿项目科研工作有序推进;重点项目钙钛矿太阳能电池项目加速研发。2023 年将重点加速钙钛矿太阳能电池产业化进程。
2.3 技术不断突破,钙钛矿产线布局加速
1)光伏企业研发跟进,钙钛矿电池及组件效率频繁突破。电池效率方面,2023 年内,曜能科技在 25m^2 钙钛矿/晶硅两叠层电池的稳态效率实现了从 29.57%到 31.46%的进步,小面积钙钛矿/晶硅串联叠层电池稳态转换效率从 32.44%上升至 33.14%。通威股份基于大绒面的两步法钙钛矿/硅叠层电池效率已达到 31.68%。2023 年 11 月,隆基绿能自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率已达到 33.9%。
2)组件效率方面,协鑫光电在 2023 年取得了钙钛矿单结组件转化效率 18.04%(2m^2),叠层组件效率 26.17%(1032cm^2)和 26.34%(2048cm^2)的成绩。曜能科技于 2023年 11 月宣布,其在商业级 M6 规格硅片上制备的钙钛矿/晶硅串联叠层电池组件转换效率达到 25.45%。该结果超越了所有晶硅单结技术路线,超过 NREL 晶硅冠军组件效率0.75pct,商用组件提效前景可期。
3)随着钙钛矿技术的持续进步,行业内钙钛矿产线布局加速。主要钙钛矿企业自 2021 年起陆续搭建投产百兆瓦级钙钛矿产线:2021 年协鑫光电 100MW 钙钛矿产线建成投产;2021-2022 年,纤纳光电、极电光能、无限光能陆续获得融资,纷纷布局 MW 级产线;2023 年 4 月,总投资 30 亿元的极电光能钙钛矿产业基地项目正式开工,计划建设全球首条 1GW 钙钛矿光伏生产线、100 吨钙钛矿量子点生产线、研发创新中心及总部大楼,钙钛矿产业化进入 GW 级时代,此后,多个 GW 级产线动工。2023 年 12 月 29 日,极电光能宣布其建设中的全球首条 GW 级钙钛矿组件生产线项目即将封顶。 产业化应用方面,2023 年 7 月,纤纳全球首个钙钛矿渔光互补电站在浙江衢州并网运行。
4)衢州生产基地项目总体规划 5GW,总投资 54.6 亿。根据各厂商披露数据整理,2023 年钙钛矿产能预计为 0.88GW,24年预计新建成产能约4.85GW。目前钙钛矿产能规划已经初见规模,未来钙钛矿市场潜力无限。
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