一方面,隆基绿能硅片价格在1月份暴跌32.8%,另一方面,极电光能在0.72m2(商业尺寸)钙钛矿量产组件创造了17.18%的全面积效率。光伏上市公司产品在质量和价格上的突破再次导致相关板块大幅上涨。
上周光伏概念上涨近3%。本周一,钙钛矿电池概念股微导纳米涨停、宝鑫科技、杰普特、跨境涉足钙钛矿电池的黄氏集团均大幅上涨。
极电光能公布的效率数据已得到全球权威机构TUV-SUD的严格检测和认证,这是第三方机构首次检测到的商用尺寸钙钛矿组件全面效率超过17%,预计将加快钙钛矿电池的商业应用。
▲钙钛矿材料是一种新型的光电转换材料
钙钛矿电池的理论效率极限可达33%,远高于第一代晶硅电池。它具有成本低、制备方便的优点。许多国家将钙钛矿置于能源经济战略的重要地位→欧美中日,寻求钙钛矿商业化),能源公司对钙钛矿的布局和信心也在不断提高:天河光能高薪招聘钙钛矿研发应届毕业生;钙钛矿设备领导杰佳伟计划发行可转换债券,筹集9.61亿元建设钙钛矿项目;日本丰田宣布与初创企业合作进入钙钛矿。
01
钙钛矿成为央企布局的新重点
十四五以来,多家央企开始进入光伏制造业,重点布局钙钛矿。早在2015年,中国华能集团就开始开发钙钛矿技术。三年后,实验室级小面积钙钛矿电池效率达到22.8%。2020年,华能新能源与华能清能院联合开展了大面积钙钛矿电池中试研发项目。到2021年,华能钙钛矿中试生产线全面贯通,实现了第一个大面积钙钛矿太阳能电池组件下线。
在进入钙钛矿的路上,中国华能集团也经历了一个小插曲:奥联电子碰瓷,奥联电子合作伙伴徐明军编造了华能清能研究所的经验,以显示其在钙钛矿领域的权威,但这也证实了钙钛矿的普及。
▲今年2月,“简历造假门”成为资本市场关注的焦点
除中国华能集团外,中国电力科学院和中国能源建设集团有限公司还于去年11月宣布,将与钙钛矿企业中能光电共同建立零碳研究所,重点关注第三代光伏技术。在3月份的投资者关系活动中,中国华电集团的华电重工业表示,它将基于钙钛矿等行业的新技术应用,进入光伏制造环节,发展成为中国一流的光伏设备供应商。
近日,中国核电还提出,2023年将重点加快钙钛矿太阳能电池产业化进程。
02
钙钛矿遇到晶硅
钙钛矿电池与晶硅电池重叠的过程相对简单,技术壁垒不大。目前,钙钛矿-晶硅电池重叠技术受到许多光伏巨头的青睐:
去年12月,天合光能小面积钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳能电池实验室效率达到29.2%,5个月内快速提升近2%;
今年5月,晶澳科技表示,计划从单个钙钛矿电池开始,未来将与异质结电池技术叠加成叠层电池。同月,晶科能源表示,2025年后,TOPCon钙钛矿叠层电池将在会议上举行;
6月14日,隆基绿能宣布,经欧洲太阳能测试机构ESTI权威认证,隆基绿能在商业绒面CZ硅片上实现晶硅-钙钛矿层压电池33.5%的转化效率;
6月25日,布局钙钛矿近十年的宝鑫科技宣布,公司力争2025年批量生产210半钙钛矿/异质结叠层电池,在基础异质结的基础上,电池效率提高了15%以上。
与此同时,钙钛矿设备制造商和专注于制造钙钛矿单层电池或组件的企业也在加快产品的研发和生产。例如,杰佳伟创HJT/TOPCon叠层钙钛矿领域的设备供应能力不断提高,为光伏龙头企业、行业新兴企业和研究机构提供钙钛矿设备和服务。
国泰君安研究报告显示,协鑫光电、纤纳光电、极电光能等企业率先建成100兆瓦生产线,部分批量生产部件已发货,钙钛矿产业化初具规模,预计2024年实现GW生产能力。
在光伏领域,产能过剩是一个“相对概念”。对于用户来说,他们总是需要更高效、更低成本的产品。产能过剩是落后的。然而,在晶体硅电池方面,即使效率提高了0.1%,也需要付出无数的汗水和创新。晶体硅 钙钛矿叠层电池的出现和兴起,有望降低光伏企业专注于晶硅电池的单一技术路径的研发成本和难度。
▲钙钛矿电池原材料成本低,工艺流程短,效率上限几乎是晶硅电池的两倍。在晶硅电池效率接近天花板的背景下,钙钛矿可能会对晶硅电池的效率有更多的想象
03
实现效率33%仍有距离
第二代光伏电池技术(异质结 TOPCon等)的battle仍在如火如荼地进行着,钙钛矿电池技术已异军突起,成为第三代电池技术的一员。
▲钙钛矿电池的实验室效率和晶硅电池几乎均匀
然而,实验室的效率毕竟与权威检测的效率有很大的不同。钙钛矿曾经徘徊在实验室阶段。钙钛矿走出实验室只有两次:2015年,日本的钙钛矿电池效率达到15%;如今,中国企业以17%再创新高。
其次,由于钙钛矿电池面积小,难以与面积越来越大的晶硅电池相匹配。据浙商证券分析,阻碍钙钛矿电池技术产业化的主要问题是大规模制备。
▲光伏电池大尺寸时代已经到来。在过去的两年里,越来越多的行业使用210毫米和其他大型电池,但钙钛矿还没有相应的技术来实现这一点
最后,钙钛矿电池的盈利模式尚未出现,缺乏工业化数据。钙钛矿电池寿命过短是一个严重的伤害。0.3年的使用寿命远远超过晶体硅25年。较短的使用寿命将显著增加更换成本,大大降低其商业成本优势。至于环境保护问题,根据浙江证券分析,钙钛矿与晶体硅电池的环境保护差距不大。从铅含量的角度来看,钙钛矿的含量低于晶体硅电池。
这些因素限制了钙钛矿电池的商业化进程。不得不承认,钙钛矿电池离大规模工业化还有很长的路要走。钙钛矿商业化道路上必须解决的问题是提高效率、使用寿命短、大规模制备等问题。然而,目前,市场的关注似乎集中在实验室的转换效率上。实验室和权威机构的每一次转型效率刷新都会在资本市场引发一场狂欢节。
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