TOPCon与HJT并行,IBC、钙

TOPCon、随着HJT和IBC三大电池技术的竞争,钙钛矿也被视为下一条光伏技术路线,正迅速进入公众视野,成为主要制造商关注关键问题的方向。

近日,显示面板巨头JD.COM宣布进军钙钛矿。到目前为止,继新能源汽车巨头比亚迪之后,钙钛矿领域增加了实力雄厚的工厂。

不久前,比亚迪在接受机构调查时表示,公司拥有专业的钙钛矿太阳能技术研发团队,并将增加研发投资,成立光伏技术学院。

比亚迪进入钙钛矿并不奇怪。早在2008年,这家新能源巨头就成立了比亚迪太阳能进入电池和组件领域。到目前为止,15年过去了,它还没有在组件领域出名,也没有看到国内前15名的组件运输列表。因此,钙钛矿领域的早期布局表明,比亚迪不再愿意成为光伏领域的跑步者。

对于一条新的电池技术路线,谁先布局,先取得技术突破,就意味着抓住战略制高点,掌握市场主动权。因此,押注这一技术路线的制造商团队不断扩大,其受欢迎程度不亚于2022年的HJT。

协鑫光电是众多涌入钙钛矿轨道的先驱之一。协鑫光电的前身是厦门威华光能,成立于2010年,2013年开始开发钙钛矿技术。2016年底,协鑫集团收购威华光能,成立威华光能全资子公司协鑫纳米。2017年,协鑫纳米建成10兆瓦级钙钛矿光伏组件试线。

2019年底,协鑫光电成立,协鑫纳米为母公司,范斌为协鑫光电首席执行官,范斌师从钙钛矿结构电池发明者迈克尔·格拉策尔。2020年,协鑫纳米开始建设100兆瓦钙钛矿组件量产线。2023年11月23日,协鑫光电推出1米×2米钙钛矿单结组件光电转化效率达到18.04%,再次打破世界纪录。

这标志着协鑫光电跨越18%的转换效率门槛,下一步将致力于新一代钙钛矿叠层组件的研发。

除协鑫光电外,钙钛矿先驱还拥有成立于2015年的杭州纤纳光电。该公司在钙钛矿领域工作了8年,并于2022年初建成了100兆瓦级大型生产线。

与TOPCon的逐步螺旋发展类似,钙钛矿也经历了较长的推广、研发和应用过程。随着技术的不断突破和工业化条件的日益成熟,吸引了更多的制造商。

除了协鑫光电和纤纳光电,这条赛道的玩家还包括中国华能和中国核电等实力雄厚的中央企业,比亚迪和长城汽车,展示面板巨头京东方、电池巨头宁德时代、房地产巨头华纳集团、风电巨头明阳集团,以及仁硕光能、光晶能、兴盛能、大正微纳、众能光储、正非能、无限光能、光因技术、极电光能、黑晶光能、奥联光能、柯林电气、柔硕光电等20多家公司。

中国华能是一家较早从事钙钛矿研发的中央企业,其研发主体是华能清能研究所。今年2月,华能清能研究所及其关联方中能光电质疑奥联电子钙钛矿神徐明军的简历,一度降温了热钙钛矿的概念。

奥联电子进入钙钛矿领域的决心并没有动摇,虽然被徐明军“涮”了一把,还摊上了官司。

11月14日,奥联电子发布公告,公司于2023年4月建成钙钛矿太阳能电池实验室,核心工艺设备单机调试已完成。

2022年3月,长城汽车宣布钙钛矿布局。五个月后,长城汽车宣布与江苏省锡山经济技术开发区签署战略协议,计划投资30亿元建设世界上第一条GW钙钛矿光伏组件和BIPV产品生产线、100吨钙钛矿量子点生产线、全球创新中心和总部大楼。

2022年12月,中国石油大学(华东)材料学院将与华纳集团联合成立东营钙钛矿电池研发中心,建设联合实验室,打造产学研一体化平台。

2023年,与2022年相比,钙钛矿领域的签约、开工和投产项目也大幅增加。总投资50亿元,中能光储3GW钙钛矿太阳能电池组件签约重庆;总投资32.3亿元,正非能源钙钛矿隔膜电池组件项目落户新疆;6月27日,中国核电通过了《关于柔性刚性钙钛矿商业中试生产线研发科研项目的议案》。

TOPCon与HJT并行,IBC、钙

2023年4月12日,锡山经济技术开发区正式启动极电光能钙钛矿产业基地项目,总投资30亿元。这是世界上第一条1GW钙钛矿光伏生产线。5月18日,总投资100亿元,黑晶光电7GW钙钛矿叠层电池 7.5GW新组件项目在湖北宜昌开工。10月5日,仁朔光能150MW钙钛矿太阳能电池组件量产线设备搬迁。

11月25日,宁德时代获得“钙钛矿电池、光伏组件、光伏发电系统及用电设备”授权号CN116322083B,申请日期为2023年5月。

与此同时,北京兴盛能源有限公司(以下简称“兴盛能源”)完成了数千万元的Pre-A轮融资。光因科技已完成天使轮融资5000万元,是钙钛矿领域最大的天使轮融资,投资者包括转让集团和梅花风险投资。明阳集团在钙钛矿电池研发方面再次取得重大突破。经测试,在5×5尺寸基板上的电池效率达到22.30%,创下钙钛矿薄膜电池效率新纪录。

此外,龙基绿能、晶科能源、晶澳科技、天合光能、通威等一线光伏厂商都有钙钛矿相关技术储备。

在流行的钙钛矿技术方面,晶澳研发已投入钙钛矿研发设备,制定了小试、中试、量产路线图。

在今年的上海SNEC光伏展上,通威股份明确TOPCon与HJT并行,IBC、钙钛矿等全覆盖技术发展路线。2022年,通威建成钙钛矿叠层电池实验室,钙钛矿-硅叠层电池效率达到31.13%。

经中国科学院上海微系统与信息技术研究所检测,晶科能源在N型TOPCon钙钛矿叠层电池研发上取得重大突破,转化效率达到32.33%,大大提高了同类叠层电池的转化效率。

11月3日,美国国家可再生能源实验室(NREL)根据最新的认证报告,隆基绿能自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,创下了沙特国王科技大学保持的33.7%电池效率的世界纪录。

华盛新能源预计2025年将投入使用异质结-钙钛矿叠层电池中试线,中试线电池平均效率将达到28%-30%。

与BC电池轨道布局厂家近20家不同,现有生产能力主要集中在隆基绿色能源和爱徐股份,钙钛矿玩家正在加快扩张步伐,生产能力非常分散,但推广速度快,无论厂家本身还是金融资本进入该领域热情较高。

当然,面对钙钛矿技术的普及,市场上并不缺乏冷静的声音。

通威光伏技术中心先进技术部长龙伟认为,目前最大的挑战在于是否最终被市场接受,无论是单结还是叠层钙钛产品。与单结钙钛矿相比,叠层电池相对更容易被市场接受。

龙伟解释说:“这是因为叠层电池是在现有晶体硅组件中添加的,成本上升并不明显。然而,只有当叠层电池能够在成本、良好率、成本性能等方面与晶体硅进行比较时,才能具有初步的市场竞争力。”

隆基绿能首席科学家徐希翔承认,预计晶硅-钙钛矿叠层电池技术将真正产业化7年。在他看来,钙钛矿和其他宽带缝隙技术在未来7年仍需不断创新,以解决长期可靠性等问题。“例如,目前晶硅组件的第一年效率下降低于1%,未来生命周期下降约为0.3%,但钙钛矿组件下降明显更快。这个问题需要解决。徐希翔说。

尽管如此,在中国华能、中国核电、比亚迪、长城汽车、宁德时代、京东方、华纳集团、明阳集团等工业巨头的共同努力下,协鑫集团、晶科能源、通威股份、晶澳科技、隆基绿能、天合光能等一线光伏厂商,钙钛矿产业化已走在路上。

相信在各大实力玩家加大技术攻关力度的情况下,钙钛矿技术取得了新的突破,成为新一代电池组件的主流只是时间问题。(草根光伏综合)

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