钙钛矿

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8月18日,科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》,提出研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术。作为光伏材料的钙钛矿,实际是指与钙钛矿(CaTiO3)晶体结构类似的一大类化合物。

优势:首先,钙钛矿电池的实验室效率就已达到了25.7%。而且,钙钛矿电池的单层理论效率达33%,双层可达45%以上,具有比晶硅更高的提升空间。(晶硅光伏电池的理论极限值29.43%,自2017年以来,晶硅的实验室效率就一直在26.7%“原地踏步”。其次,钙钛矿材料不仅可以简单地印刷在玻璃表面,制备玻璃基底的太阳能电池,还可以印刷在其他材料,比如轻薄柔软的塑料或者窗帘表面。具备大尺度弯曲能力的电池,应用场景更加丰富。设备投资上,1GW产能的晶硅太阳能电池需要接近10亿元投资规模,而业内预测,成熟期的钙钛矿成本只需它的二分之一。原材料方面,钙钛矿原料较为常见,没有瓶颈,用量也少;纯度要求上,硅料纯度需达到99.9999%以上,但钙钛矿只需要95%即可满足使用需求;能耗方面,每1瓦单晶组件制造的能耗约为1.52kWh,而钙钛矿组件能耗仅为0.12kWh…

国内目前主要的钙钛矿链上的优势企业大多还没上市,比如纤纳光电(已获5轮投资,投资方包括三峡资本、三峡能源、京能集团、招银国际、杭开集团等。)、协鑫光电(已完成5轮融资,最近一次的B轮融资在今年5月完成,投资方包括腾讯宁德时代、凯辉等明星机构。)、仁烁光能、极电光能、万度光能、华能新能源等,各家中试线计划基本集中在今明两年安装完成,规模都在100MW—200MW之间。

A股多家新能源龙头也纷纷出手钙钛矿,如$宁德时代(SZ300750)$ 表示:“公司钙钛矿电池研究进展非常顺利,正在搭建中试线。

作为关键环节的涂布及PVD,成为设备厂商的“必争之地”。在该环节颇具领先优势的德沪涂膜日前宣布,公司开发的用于大面积钙钛矿太阳能面板制造核心涂膜设备系统验收成功,可直接对标世界前列的德日韩狭缝涂布设备。激光设备在钙钛矿产业链中也颇为重要。专注于激光设备研发生产的$杰普特(SH688025)$ 已悄然布局这一新兴赛道。2021年,该公司为江苏大正微纳科技定制的首套柔性钙钛矿模切设备通过验收并正式投入使用。传统设备厂商亦纷纷发力,不少设备工艺进入验证阶段,或已开展中试线,承接小批订单。如$迈为股份(SZ300751)$ 主攻钙钛矿层印刷,真空镀膜,相关定制激光设备已经交付。京山轻机子公司晟成光伏选择与协鑫光电合作建设电池及组件生产线。此外,东方日升通威股份晶科能源中来股份等光伏“业内人”也开始大力开展设备自研、设备改造及技术验证等。

“工艺与配方并重。”一位接受记者采访的钙钛矿企业高层戏称,“做钙钛矿就像炒菜,你加一样的料,用一样的锅,但每个人炒出来的味道就是不一样。”如何将钙钛矿层均匀地涂抹于设备表面?如何突破钙钛矿易氧化、不耐高温、衰减率高、寿命短等技术瓶颈?钙钛矿走向更广阔的市场,仍要越过实验室到生产线的“鸿沟”。