鈣鈦礦是一種呈八面體形狀的晶體材料,光電轉(zhuǎn)換效率高,在光伏、LED等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSCs)是利用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料作為吸光材料的太陽(yáng)能電池,屬于第三代高效薄膜電池的代表,具有高效率、低成本、高柔性等優(yōu)勢(shì)。由于鈣鈦礦的提效空間較高,能吸收弱光發(fā)電、制備工序簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),在高效性能獲得實(shí)驗(yàn)室證實(shí)的背景下,已獲得不少資本對(duì)產(chǎn)線項(xiàng)目的投資。
一、鈣鈦礦電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能預(yù)測(cè)
鈣鈦礦電池成本低、效率高、工藝簡(jiǎn)單且可柔性制備,具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),隨著相關(guān)企業(yè)加大布局和開(kāi)發(fā)力度,鈣鈦礦電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加速。預(yù)計(jì)2022年鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能將達(dá)0.4GW,2030年將達(dá)161GW。
2.鈣鈦礦電池能源轉(zhuǎn)換效率
鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率高于晶硅類(lèi),單節(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率,要顯著高于晶體硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率,但價(jià)格只有晶硅的一半。從極限轉(zhuǎn)換率來(lái)看,鈣鈦礦三節(jié)層電池最高,達(dá)45%。其次是晶硅/鈣鈦礦雙節(jié)疊層、鈣鈦礦電池單層電池理論轉(zhuǎn)化效率高達(dá)35%、31%。
3.鈣鈦礦電池成本結(jié)構(gòu)
鈣鈦礦光伏電池由于光吸收能力強(qiáng),材料的用量非常低,鈣鈦礦組件中鈣鈦礦層厚度大概是0.4um,而晶硅組件中的硅片厚度通常為180um,差了40-50倍。占比最多的是電極材料,達(dá)37%。鈣鈦礦材料成本占比僅為5%,玻璃、靶材等占到另外的60%以上,鈣鈦礦組件未來(lái)仍有較大的降本空間。
4.鈣鈦礦電池投融資情況
2021年起,鈣鈦礦電池投資熱度上升,多方巨頭跨界投資,如騰訊在2022年參投協(xié)鑫光電B輪融資,碧桂園在2021年參投極電光能、2022年參投無(wú)限光能等,多家企業(yè)獲得千萬(wàn)級(jí)以上投資。目前鈣鈦礦電池還在產(chǎn)業(yè)化探索階段,隨著產(chǎn)線不斷建設(shè)和實(shí)驗(yàn)研發(fā),鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)將有望持續(xù)獲得投資和關(guān)注。
5.鈣鈦礦電池企業(yè)布局
鈣鈦礦電池主要設(shè)備廠商邁為股份、晟成光伏(京山輕機(jī))、捷佳偉創(chuàng)、杰普特、德滬涂膜均已收獲設(shè)備訂單,部分廠商已經(jīng)順利交付量產(chǎn)。鈣鈦礦電池生產(chǎn)主要廠商協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能均已完成超億元融資,協(xié)鑫光電已投建全球首條100MW大面積組件中試線,極電光能150MW試驗(yàn)線項(xiàng)目產(chǎn)品已進(jìn)入設(shè)備安裝調(diào)試階段,纖納光電七次刷新小組件世界紀(jì)錄,產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展。
二、鈣鈦礦電池行業(yè)發(fā)展前景
1.轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢(shì)大,應(yīng)用前景廣闊
鈣鈦礦是一種光電轉(zhuǎn)換效率高的晶體材料,在光伏、LED等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。鈣鈦礦電池由鈣鈦礦、電子傳輸層、空穴傳輸層等組成。與傳統(tǒng)晶硅電池和其他類(lèi)型的薄膜電池相比,鈣鈦礦電池主要優(yōu)勢(shì)在于高轉(zhuǎn)化率提升速率和低成本,適用于大型電站等場(chǎng)景。同時(shí),因其輕薄、柔性和可定制的特性,一旦突破了關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,未來(lái)有望廣泛適用于光伏建筑一體化、電子消費(fèi)產(chǎn)品、傳感器、布料等多種場(chǎng)景。鈣鈦礦及其疊層電池有可能替代和補(bǔ)充晶硅產(chǎn)品,獲得可觀的市場(chǎng)份額。
2.研發(fā)端國(guó)產(chǎn)不斷突破,產(chǎn)業(yè)端落地進(jìn)展加速
目前,我國(guó)鈣鈦礦領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。學(xué)術(shù)方面,我國(guó)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)齊發(fā)力,產(chǎn)研結(jié)合探索最具競(jìng)爭(zhēng)力和性?xún)r(jià)比的技術(shù)路線,專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)占全球68%。產(chǎn)業(yè)方面,本土鈣鈦礦設(shè)備廠商訂單先行,部分已成功交付,本土鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠商效率不斷突破,融資進(jìn)展順利,紛紛布局中試線。預(yù)計(jì)鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)加速。