科技树钙钛矿正在点亮。
目前,近20家上市公司对钙钛矿电池感兴趣,其中两家钙钛矿龙头企业协鑫光电和极电光能最近宣布大型商用钙钛矿组件效率跨越18%,仅相隔4天。
协鑫光电于11月23日宣布,商用尺寸钙钛矿单结组件的效率达到18.04%。11月27日,极电光能宣布已通过全球权威检测机构TÜV南德测试,极电光能商用尺寸钙钛矿组件全面效率达到18.2%,创行业最高纪录。
央企布局的重中之重
自进入“十四五”自从许多中央企业开始进入光伏制造业,钙钛矿是中央企业布局的首要任务。中国华能集团是第一家从事钙钛矿技术研发的能源企业。2015年开始开展钙钛矿光伏技术研发,2018年实验室级小面积钙钛矿电池认证效率达到22.8%。
除华能外,中国电力科学院和中国能源建设集团有限公司去年11月宣布,将与中能光电成立零碳研究所,将重点关注第三代光伏技术等新技术的研发和应用,支持中国特色国际领先太阳能发电产业的发展,中能光电是国内钙钛矿产品的领先企业之一。
此外,今年3月,华电集中旗下的华电重工业在投资者关系活动会上表示,华电重工计划在投资者关系活动中进行“十四五”在此期间,紧跟异质结、钙钛矿等行业新技术的应用,进入光伏制造环节,弥补华电集团光伏产业链制造的不足,积极发展支撑制造,弥补产品的不足,及时发展外部市场,发展成为中国一流的光伏设备供应商。
今年6月,中国核电通过了《关于柔性、刚性钙钛矿商业试生产线研发研究项目的议案》,称2022年中国核电钙钛矿项目的研究有序进展;加快了重点项目钙钛矿太阳能电池项目的研发。2023年,我们将重点加快钙钛矿太阳能电池的产业化。
除能源央企外,近20家a股上市公司对钙钛矿电池感兴趣。除相关初创公司外,还有通威股份、隆基绿能、宁德时代、协鑫科技等行业巨头。有业内人士认为,从目前的情况来看,钙钛矿正处于从实验室到工业化再到电站发电应用的重要阶段。
加快商业化
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,这是华能钙钛矿技术从实验室研发向产业化应用迈出的关键一步。2021年,华能钙钛矿试生产线全面贯通,实现首个大面积钙钛矿太阳能电池组件下线。同年,协鑫光电公司昆山协鑫光电宣布,2m*1m大面积、大尺寸商用钙钛矿组件光电转换效率正式达到16.02%。
在实验室里,学术研究人员也致力于照亮钙钛矿的科技树。前两周,武汉大学科研团队和中韩科研团队先后将窄带间隙钙钛矿子电池“均匀化”钙钛矿太阳能电池的效率提高到27.62%(第三方权威认证效率27.34%)和26.1%,这两项研究成果都发表在《自然》中。
虽然实验室效率与生产线效率差距较大,但钙钛矿光伏距离真正的工业化还有很长的路要走。然而,组件的效率“达标”里程碑式的突破,也让看好或关注钙钛矿的人在心底振作起来。
未来,稳定性和生产率将成为钙钛矿光伏产业化的关键。
中国科研人员潘旭说:“提高钙钛矿太阳能电池的效率是前所未有的。”相比之下,潘旭花了将近80年的时间将晶硅太阳能电池的效率从最初的3%提高到目前的26%;钙钛矿太阳能电池的效率仅用了10多年时间就从3.8%提高到目前的26%。
钙钛矿材料具有优异的光电性能、初期开发潜力和33%的理论极限效率,对学术界具有不可抗拒的吸引力。
此外,值得注意的是,除了优异的效率外,钙钛矿太阳能电池的厚度接近1微米,相当于A4纸厚度的百分之一。轻钙钛矿太阳能电池具有更好的透光性和更强的灵活性,这意味着它在光伏农业温室、绿色建筑和航空领域的应用将具有更好的性能。
在过去的两年里,各种电池技术路线多次迎来投资热潮,这也反映了这类项目“诞生即高光”。然而,国内投资在科技领域已经成为不争的事实。根据投中网的分析,在这样的环境下,似乎只有投资前沿技术才是唯一正确的选择。然而,越前沿意味着风险越大,投资越多,耐心等待的时间越长。以钙钛矿为例,中试线虽然能在短时间内提高股价,但并不能缩短到量产商业化的距离。如今,钙钛矿仍然面临着稳定性、寿命等核心痛点,这也是制约未来商业化量产的关键因素。
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