2023成都積分入學什么時候開始申請
2023-01-31
轉(zhuǎn)換效率甩其他技術(shù)幾條街，鈣鈦礦會是光伏的最后答案嗎？
更新時間：2022-12-23 00:39:38作者：智慧百科
作者：泰羅，編輯：小市妹
根據(jù)北京科協(xié)消息，德國柏林亥姆霍茲中心（HZB）科學家稱，他們生產(chǎn)出一種鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池，可將32.5%的入射太陽光轉(zhuǎn)化為電能。
值得注意的是，這一記錄超過目前效率最高的異質(zhì)結(jié)、TOPCon等晶硅技術(shù)的效率極限，將同為薄膜電池的其它技術(shù)路線甩開幾條街。
作為新能源的主力軍，當前光伏的商業(yè)化集中在晶硅電池，而硅的能量轉(zhuǎn)化效率（PCE）是有極限的。越是從中榨取電能力，就越能感受到晶硅電池提升空間的逼仄。
除非超越硅。
“PERC之后可能是異質(zhì)結(jié)（HJT）或者TOPCon，而HJT和TOPCon之后的未來，一定是鈣鈦礦?！?/p>
隨著鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率不斷突破極值，業(yè)內(nèi)普遍將其看做引領(lǐng)光伏產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的“最佳人選”。
2009年，日本科學家Tsutomu Miyasaka首次用鈣鈦礦光伏電池發(fā)電，當時的電能轉(zhuǎn)換效率僅有3.8%，僅僅在十年之后的2019年，鈣鈦礦電池性能便飆升至25%。用10年時間就走完了晶硅電池50年的發(fā)展之路。
晶硅組件不同技術(shù)的理論極限分別為：
晶體硅太陽能電池理論極限效率：29.43%；
普通單晶硅電池理想條件下最高效率為24.5％；
HJT電池理想條件下最高效率為27.5％；
TOPCon電池具有更加高的效率上限：28.2%~28.7%。
可以說，在能量轉(zhuǎn)換效率上，鈣鈦礦已經(jīng)吊打晶硅電池，將光伏這一新能源上升至全新高度。
從理論極限來看，鈣鈦電池單層電池理論效率極值可達31%，晶硅/鈣鈦礦雙節(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達35%，而三節(jié)層電池理論極限可能升值至45%以上。
而如果摻雜新型材料，鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率最高能達到驚人的50%，是目前晶硅電池的2倍左右。
盡管這些數(shù)據(jù)目前還僅限于實驗室或者理論研究層面，但鈣鈦礦顯然已經(jīng)擁有了強勁的競爭力，它的出世為光伏產(chǎn)業(yè)打開了全新的想象空間。
昆山協(xié)鑫光電CEO范斌甚至認為：“鈣鈦礦的度電成本有望比火電還低，跟火電拉開一毛錢到一毛五的成本差異，從而實現(xiàn)光伏對火電的大規(guī)模替代。”
從2020年幾大電力公司的度電成本來看，如果鈣鈦礦度電成本降低至僅有晶硅電池發(fā)電的一半，那么將明顯優(yōu)于火力發(fā)電，成為極具競爭力的新能源。
鈣鈦礦電池還有一大優(yōu)勢，作為一種高柔性的薄膜電池，可以使用在晶硅電池無法觸達的使用場景；而且結(jié)構(gòu)輕便，易于安裝，更適合當前大力推廣的光伏建筑一體化。
作為第三代光伏技術(shù)，資本早已瞄上了這一技術(shù)藍海。
此前不斷刷新的世界紀錄都出自實驗室，問題是這些電池的尺寸很小，普遍只有1cm2-1.12cm2，壽命也非常短，不具備產(chǎn)業(yè)化條件。
而企業(yè)在量產(chǎn)時，一方面要不斷提升轉(zhuǎn)化率，另一方面要解決尺寸和壽命的問題，鈣鈦礦的商業(yè)化才能更進一步。
目前，許多玩家已經(jīng)下海進行產(chǎn)業(yè)化實踐，國內(nèi)最早實現(xiàn)量產(chǎn)的是昆山協(xié)鑫。2021年，昆山協(xié)鑫100MW鈣鈦礦生產(chǎn)線開始試生產(chǎn)，并且將組件面積擴大至1m×2m，光電轉(zhuǎn)化效率提高至18%以上。
除了協(xié)鑫光電，由三峽資本投資的纖納光電，不斷打破鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率記錄。
長城汽車創(chuàng)始人魏建軍控股的極電光能，在63.98cm2的鈣鈦礦光伏組件上，此前實現(xiàn)了20.5%的光電轉(zhuǎn)換效率，創(chuàng)造了全球大面積鈣鈦礦電池效率的最高紀錄。
極電光能更看重鈣鈦礦在光伏建筑一體化(BIPV)上的應(yīng)用。極電光能總裁于振瑞此前就表示，“BIPV是現(xiàn)階段鈣鈦礦電池最好的產(chǎn)業(yè)化路徑之一，我們會首先切入BIPV領(lǐng)域，開發(fā)鈣鈦礦幕墻產(chǎn)品?！?/p>
由于幕墻產(chǎn)品的特殊性，鈣鈦礦發(fā)揮自己的獨特優(yōu)勢，可以避開與晶硅電池直接“拼刺刀”。幕墻產(chǎn)品追求外觀設(shè)計，且需要透明度，這恰好是鈣鈦礦的優(yōu)勢，卻是晶硅技術(shù)的短板。鈣鈦礦電池能夠做到美觀且半透明，因此BIPV極有可能成為鈣鈦礦商業(yè)化的前哨站。
萬度光能的“野心”更大。2021年6月，其總投資高達60億元的鈣鈦礦太陽能電池項目正式落地。
此外，傳統(tǒng)晶硅電池玩家隆基、通威股份、東方日升等公司均對鈣鈦礦太陽能電池表現(xiàn)出濃厚興趣，或已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域有所布局。
可以看出，鈣鈦礦的商業(yè)化仍處于起步階段，但不少產(chǎn)業(yè)資本已經(jīng)跑步入局。
光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化主要看三大要素——成本、效率、壽命。鈣鈦礦在成本和效率方面遠勝于晶硅電池，但其壽命短、穩(wěn)定性差、天然不穩(wěn)定，導致效率衰減過快，這是鈣鈦礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地的最大掣肘。
要知道，目前的光伏電池普遍壽命在25-30年。因此，在提升產(chǎn)品尺寸和能量效率的同時，如何讓用戶相信鈣鈦礦電池擁有25年的壽命，將是押注鈣鈦礦技術(shù)的企業(yè)亟需解決的問題。
提升電池壽命，背后涉及到材料體系、電池結(jié)構(gòu)、封裝等等環(huán)節(jié)。當前，全球光伏界正在對鈣鈦礦的效率衰減和穩(wěn)定性進行科技攻關(guān)，新的解決方案不斷涌現(xiàn)，也許很快就會有最佳的解決辦法。
免責聲明
本文涉及有關(guān)上市公司的內(nèi)容，為作者依據(jù)上市公司根據(jù)其法定義務(wù)公開披露的信息（包括但不限于臨時公告、定期報告和官方互動平臺等）作出的個人分析與判斷；文中的信息或意見不構(gòu)成任何投資或其他商業(yè)建議，市值觀察不對因采納本文而產(chǎn)生的任何行動承擔任何責任。