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鈣鈦礦GW級(jí)時(shí)代將至：效率“卷”出新高，大面積推廣仍有挑戰(zhàn)
N型電池量產(chǎn)、BC電池出圈，光伏電池領(lǐng)域在2023年經(jīng)歷了“群雄逐鹿”，好不熱鬧。進(jìn)入2024年，早已顯露聲名的鈣鈦礦電池又在資本市場上刷了一波存在感。
1月8日～1月9日，鈣鈦礦電池概念股漲幅居前，愛康科技（002610.SZ）兩個(gè)交易日漲超18%，京山輕機(jī)（000821.SZ）1月9日漲停，協(xié)鑫集成（002506.SZ）、東方日升（300118.SZ）等跟漲。
1月9日，隆眾資訊光伏分析師方文正向時(shí)代財(cái)經(jīng)表示，目前，商用尺寸鈣鈦礦組件全面積效率突破18%，多晶硅鈣鈦礦疊層效率突破33.9%，“但關(guān)于大面積推廣，鈣鈦礦光伏技術(shù)還有一定的挑戰(zhàn)需要克服。”
鈣鈦礦效率也“趕KPI”
鈣鈦礦本指化學(xué)式為CaTiO3的礦物質(zhì)以及擁有CaTiO3結(jié)構(gòu)的金屬氧化物，現(xiàn)指結(jié)構(gòu)式為ABX3形式且具有與CaTiO3相似晶體結(jié)構(gòu)的材料。
目前，鈣鈦礦光伏電池越來越成為光伏技術(shù)內(nèi)卷中的重要“猛將”。
方文正表示，鈣鈦礦電池具有效率高（全鈣鈦礦疊層電池最高理論效率可達(dá)43%以上，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)硅基太陽能電池）、成本低（材料成本低，制造工藝簡單，可以采用溶液法大面積制備）、柔性（可制成柔性薄膜，方便安裝和使用）、可調(diào)諧性（鈣鈦礦材料的光吸收系數(shù)高，可以通過改變組分和厚度來調(diào)節(jié)帶隙和吸收光譜，從而更好地匹配太陽光譜）等優(yōu)點(diǎn)。
但與此同時(shí)，鈣鈦礦電池也有穩(wěn)定性差、壽命短的缺點(diǎn)，且鈣鈦礦材料中含有的有機(jī)溶劑和重金屬元素可能對(duì)人體和環(huán)境造成危害。此外，雖然鈣鈦礦材料的合成簡單，但是在大面積制備上還存在難度，需要解決不均勻性和結(jié)晶控制等問題。
從下游適用場景看，方文正認(rèn)為，由于鈣鈦礦電池具有輕薄、透光性強(qiáng)、顏色可調(diào)的特點(diǎn)，因此適用于BIPV、車載光伏、室內(nèi)光伏場景。
至于鈣鈦礦電池目前能達(dá)到的光電轉(zhuǎn)化效率，方文正告訴時(shí)代財(cái)經(jīng)，目前，商用尺寸鈣鈦礦組件全面積效率突破18%，多晶硅鈣鈦礦疊層效率突破33.9%。
2023年，不少鈣鈦礦組件公司集中發(fā)力、尋求突破；也有其他行業(yè)巨頭在鈣鈦礦領(lǐng)域“圈地”。
主攻商用組件的協(xié)鑫光電在2023年取得了鈣鈦礦單結(jié)組件轉(zhuǎn)化效率18.04%（2m2），疊層組件效率26.17%（1032cm2）和26.34%（2048cm2）的成績。2023年12月，極電光能也宣布，其研發(fā)的810.1cm2大尺寸鈣鈦礦組件穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到19.5%。
比亞迪（002594.SZ）則屢次在投資者關(guān)系活動(dòng)記錄中表示，隨著晶硅光伏技術(shù)持續(xù)迭代更新，比亞迪太陽能技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)從PERC電池技術(shù)向N型TOPCon和HJT電池技術(shù)的轉(zhuǎn)變，并積極布局鈣鈦礦電池技術(shù)，推動(dòng)電池轉(zhuǎn)換效率屢創(chuàng)新高；而中國核電（601985.SH）也設(shè)立鈣鈦礦公司，引進(jìn)科研團(tuán)隊(duì)和中試科研項(xiàng)目立項(xiàng)獲批通過。
2024年進(jìn)入GW級(jí)規(guī)模時(shí)代
“從2023年開始，鈣鈦礦電池技術(shù)將正式步入量產(chǎn)元年”，協(xié)鑫集團(tuán)董事長朱共山曾表示。而2024年，鈣鈦礦電池組件將迎來數(shù)個(gè)GW級(jí)項(xiàng)目落地。
極電光能于2023年12月29日宣布，其建設(shè)中的全球首條GW級(jí)鈣鈦礦組件生產(chǎn)線項(xiàng)目即將封頂。該項(xiàng)目自2022年8月簽約，占地173畝，總投資額30億元。在2023年4月開工后，該項(xiàng)目計(jì)劃于2024年一季度完成交付，四季度初進(jìn)入量產(chǎn)爬坡。
此外，近期由極電光能牽頭申報(bào)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可再生能源技術(shù)重點(diǎn)專項(xiàng)”——大面積鈣鈦礦組件規(guī)模化制備技術(shù)及示范電站應(yīng)用項(xiàng)目，也正式獲得科技部批準(zhǔn)立項(xiàng)。
協(xié)鑫光電的GW級(jí)鈣鈦礦生產(chǎn)基地也在建設(shè)中。2023年12月27日，協(xié)鑫光電在蘇州市昆山高新區(qū)舉行全球首個(gè)吉瓦級(jí)大規(guī)格（1.2米×2.4米）鈣鈦礦生產(chǎn)基地奠基儀式。協(xié)鑫光電稱，這標(biāo)志著協(xié)鑫鈣鈦礦正式進(jìn)入吉瓦級(jí)商業(yè)運(yùn)營新時(shí)代。
在鈣鈦礦規(guī)模化落地項(xiàng)目中，以纖納光電的1兆瓦鈣鈦礦地面光伏電站最為矚目。
該電站于2023年11月29日成功并網(wǎng)，是內(nèi)蒙古鄂爾多斯市杭錦旗庫布其沙漠腹地的蒙西基地庫布其200萬千瓦光伏治沙項(xiàng)目的配套建設(shè)，是全球首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的兆瓦級(jí)鈣鈦礦地面光伏項(xiàng)目，占地40畝，采用1.12萬片纖納光電自主研發(fā)和制造的鈣鈦礦α組件。
上市公司中，愛康科技也宣告以10億元投向鈣鈦礦。2023年12月29日，愛康科技全資子公司浙江愛康未來科技有限公司（以下簡稱“浙江愛康未來”）與杭州錢江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)簽訂《HJT鈣鈦礦疊層電池研發(fā)及生產(chǎn)基地項(xiàng)目框架協(xié)議》。
浙江愛康未來擬在杭州錢江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)投資建設(shè)HJT鈣鈦礦疊層電池研究及生產(chǎn)基地項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資約10億元。
該項(xiàng)目分3期投資建設(shè)，要達(dá)到鈣鈦礦組件量產(chǎn)尚需時(shí)日。其中一期為實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，計(jì)劃投資約1.5億元；二期為中試線項(xiàng)目，計(jì)劃投資約2.5億元；三期為首條量產(chǎn)線項(xiàng)目，計(jì)劃投資約6億元。
不過，在鈣鈦礦組件如火如荼之時(shí)，近期也有上市公司選擇將鈣鈦礦研發(fā)項(xiàng)目延期。
京山輕機(jī)2023年12月公告，擬對(duì)“用于制備異質(zhì)結(jié)和鈣鈦礦疊層電池的核心設(shè)備研發(fā)”的募投項(xiàng)目達(dá)到預(yù)定可使用狀態(tài)的時(shí)間調(diào)整至2024年6月30日，該項(xiàng)目募投金額為8100萬元。
方文正指出，與傳統(tǒng)的硅基太陽能電池相比，鈣鈦礦光伏技術(shù)具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率和更低的制造成本，具有廣泛的應(yīng)用前景。
“但關(guān)于大面積推廣，鈣鈦礦光伏技術(shù)還有一定的挑戰(zhàn)需要克服。雖然鈣鈦礦光伏電池的制造成本較低，但是其穩(wěn)定性和耐久性還需要進(jìn)一步提高。此外，鈣鈦礦光伏電池的生產(chǎn)過程中也需要解決一些環(huán)境問題，如廢水和廢氣的排放等。因此，在實(shí)現(xiàn)大面積推廣之前，需要解決這些問題并確保鈣鈦礦光伏技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。”方文正表示。
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