鈣鈦礦加速入市：量產(chǎn)在即，“攪局者”如何從技術(shù)跨越到產(chǎn)品
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2024-07-01
核心提示：
“落后產(chǎn)能的出清會推動市場價格回歸健康區(qū)間，減輕鈣鈦礦市場推廣的競爭壓力?！苯?，極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁于振瑞對第一財經(jīng)記者表示，光伏行業(yè)“產(chǎn)能擴(kuò)張-內(nèi)卷-出清”的節(jié)奏相比十年前大幅加快，未來幾年會處于一個技術(shù)上的活躍期，鈣鈦礦要想成為光伏主流技術(shù)，就必須保持快速、持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和敏銳的市場嗅覺，利用這一輪機(jī)遇快速切入市場。
在光伏市場的深度洗牌中，攪局者鈣鈦礦登上舞臺中央的時刻，越來越近了。
“落后產(chǎn)能的出清會推動市場價格回歸健康區(qū)間，減輕鈣鈦礦市場推廣的競爭壓力。”近日，極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁于振瑞對第一財經(jīng)記者表示，光伏行業(yè)“產(chǎn)能擴(kuò)張-內(nèi)卷-出清”的節(jié)奏相比十年前大幅加快，未來幾年會處于一個技術(shù)上的活躍期，鈣鈦礦要想成為光伏主流技術(shù)，就必須保持快速、持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和敏銳的市場嗅覺，利用這一輪機(jī)遇快速切入市場。
隨著效率、穩(wěn)定性的不斷提升，以及今年三季度全球首條GW級產(chǎn)線投產(chǎn)，進(jìn)入量產(chǎn)時代的鈣鈦礦，商業(yè)化時間窗口已經(jīng)打開。
但要實現(xiàn)商業(yè)化，鈣鈦礦當(dāng)前必須完成從技術(shù)到產(chǎn)品的關(guān)鍵一躍。這其中，既需要鈣鈦礦組件性能不斷提升，成本不斷下降，也需要產(chǎn)業(yè)鏈上原材料和設(shè)備開發(fā)等的密切配合。
2.8m²組件效率明年達(dá)20%
目前，以晶硅為主流的光伏電池在效率和成本上均接近極限，而鈣鈦礦這一光伏材料底層的顛覆式創(chuàng)新，則被視作光伏行業(yè)新的增長曲線。
簡單來說，鈣鈦礦的效率天花板更高，單結(jié)電池理論極限效率達(dá)33%，疊層電池達(dá)45%。由于無需貴重材料，材料用量少，純度要求低，國內(nèi)供應(yīng)鏈完善，鈣鈦礦組件成本可以降低50%。此外，其產(chǎn)業(yè)鏈投資低，碳足跡低，全生命周期能耗只有晶硅產(chǎn)品的1/4。
在一年一度的光伏行業(yè)盛會——第十七屆（2024）國際太陽能光伏與智慧能源（上海）大會暨展覽會（2024 SNEC光伏展）上，協(xié)鑫集團(tuán)董事長朱共山表示，鈣鈦礦將以巨大的后發(fā)優(yōu)勢“頂點起跳”，拉動光伏產(chǎn)業(yè)走出“囚徒困境”。他表示，未來十年，鈣鈦礦都將處于黃金時代。
2023年以來，鈣鈦礦以超預(yù)期的速度實現(xiàn)著技術(shù)突破。6月13日，“太陽能之父”馬丁·格林來到極電光能在2024 SNEC光伏展的展臺。他主導(dǎo)編制的《馬丁·格林太陽電池效率紀(jì)錄表》，被認(rèn)為是目前全球光伏行業(yè)最權(quán)威的兩個電池效率排名表之一。“他是一個人過來的，想了解鈣鈦礦產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、穩(wěn)定性，以及產(chǎn)業(yè)化情況。”于振瑞說，中國在鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)速度與成就，讓馬丁·格林教授非常感興趣。
作為超預(yù)期的又一證明，于振瑞告訴第一財經(jīng)記者，去年11月，經(jīng)全球權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)TÜV南德測試，極電光能0.72m²鈣鈦礦組件全面積效率達(dá)到18.2%，這是當(dāng)時商用尺寸鈣鈦礦組件效率的行業(yè)最高紀(jì)錄。近期，其0.72m²鈣鈦礦組件最高內(nèi)部測試效率已達(dá)19％，今年將提升到20%以上。
在單結(jié)電池快速突破的同時，疊層電池的戰(zhàn)報也頻頻傳來。
近期，隆基宣布其研制的晶硅-鈣鈦礦疊層太陽電池取得了重大突破，據(jù)歐洲太陽能測試機(jī)構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證，該電池的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)34.6%、M6尺寸的疊層電池效率30.1%；而歐洲牛津光伏宣布由60片鈣鈦礦/晶硅疊層電池制成的面積約1.6m²的組件效率達(dá)到26.9%，再次展示了鈣鈦礦在與晶硅結(jié)合方面的技術(shù)潛力。
于振瑞認(rèn)為，2025年將會是鈣鈦礦組件大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的起點。一旦商業(yè)化，就意味著要把好的技術(shù)轉(zhuǎn)化為好的產(chǎn)品，并在效率、成本、壽命三大要素上，取得相較于晶硅產(chǎn)品的競爭力。
“當(dāng)前關(guān)鍵的是，如何在大面積制備情況下提高鈣鈦礦組件的效率和穩(wěn)定性，做到壽命達(dá)到25年、效率達(dá)到20%以上。”于振瑞說，同時還有許多細(xì)節(jié)問題要考慮，比如產(chǎn)品尺寸、重量、機(jī)械強(qiáng)度、安全性能、運(yùn)維屬性、安裝方式等等。
目前，極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電等正在建設(shè)GW級產(chǎn)線。其中，位于無錫的極電光能年產(chǎn)1GW鈣鈦礦太陽能光伏組件項目，是全球第一條啟動建設(shè)的量產(chǎn)線，目前潔凈施工即將完成，設(shè)備正在等待進(jìn)場，項目的正式投產(chǎn)時間也將是全行業(yè)最早的，計劃在今年三季度實現(xiàn)首片下線。
從百兆瓦中試線，到GW級量產(chǎn)線，鈣鈦礦組件尺寸將從0.72m²放大四倍至2.8m²，與目前晶硅組件的主流尺寸保持一致。
但是，由于鈣鈦礦薄膜大面積制備會面臨膜層不均勻性、電阻率升高等問題，轉(zhuǎn)化效率會大幅下降。因此，必須針對各膜層材料的配方、制造技術(shù)、制備工藝等進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計與調(diào)試，才能確保大面積制備下的組件效率。
2021年， 極電光能便率先推出“極創(chuàng)+”整體解決方案，包含“原位固膜”制備技術(shù)、界面鈍化與缺陷控制技術(shù)、穩(wěn)定的材料與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計體系三大技術(shù)創(chuàng)新。其中，“原位固膜”規(guī)避了常規(guī)一步溶液法的工藝缺陷，可實現(xiàn)高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的面積連續(xù)放大；鈍化劑和原位緩沖層技術(shù)，有效地抑制了鈣鈦礦內(nèi)部和界面缺陷的形成，改善能帶匹配，提高鈣鈦礦電池效率和穩(wěn)定性；無甲胺鈣鈦礦材料體系，確保長期戶外光熱穩(wěn)定，模擬計算出最佳配比，并添加了獨(dú)創(chuàng)的穩(wěn)相劑和鈍化組分，從材料角度保證了鈣鈦礦組件的穩(wěn)定性、高效率以及大面積制備的可實現(xiàn)性。
圍繞即將到來的大規(guī)模生產(chǎn)，極電光能已經(jīng)在產(chǎn)品設(shè)計、工藝技術(shù)、人員配置上都做了充足的準(zhǔn)備?；诖?，極電光能在組件效率上的時間線是：今年年底，2.8m²組件效率達(dá)到18%以上，明年提升到20%。
18%是一個值得關(guān)注的數(shù)字，這是鈣鈦礦與晶硅競爭的門檻。
原因是，鈣鈦礦組件溫度系數(shù)低、弱光發(fā)電能力強(qiáng)，所以在高溫和弱光環(huán)境下的實際發(fā)電量比相同標(biāo)稱功率的晶硅組件更高，全年預(yù)計額外發(fā)電10%。正是這10%的發(fā)電量增益，能夠大幅降低鈣鈦礦的效率競爭門檻。
“在相同組件價格和壽命前提下，鈣鈦礦效率比晶硅低4個百分點，就能產(chǎn)生與晶硅組件相同的度電成本和內(nèi)部收益率。高溫和陰天多的地區(qū)，鈣鈦礦發(fā)電優(yōu)勢更大，效率只需要18-19%就能達(dá)到與晶硅組件同等的經(jīng)濟(jì)性。”于振瑞說。
在穩(wěn)定性方面，目前，極電光能已搭建了涵蓋基于IEC標(biāo)準(zhǔn)、ISOS標(biāo)準(zhǔn)、戶外實證等“三維一體”的長期穩(wěn)定性測試驗證體系。2023年11月8日，極電光能0.72m²商用鈣鈦礦組件通過了IEC 61215、IEC 61730標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，成為首家獲得TÜV認(rèn)證證書的鈣鈦礦光伏組件企業(yè)。
學(xué)術(shù)界認(rèn)為，ISOS（International Summit on Organic PV Stability）是表征鈣鈦礦穩(wěn)定性的可靠方法。因此，極電光能也按照ISOS的要求對自己的產(chǎn)品開展了相關(guān)測試。其0.72 m²的鈣鈦礦組件在1Sun/60°C條件下連續(xù)運(yùn)行2300多小時，效率未見衰減，表明按照ISOS的維度衡量，其產(chǎn)品也有很好的穩(wěn)定性。
戶外實證是對光伏產(chǎn)品進(jìn)行穩(wěn)定性與可靠性檢驗的最直接手段。2023年3月，極電光能建立了由30cm*30cm鈣鈦礦小試組件組建的戶外測試電站，至今已運(yùn)行15個月，組件功率沒有衰退。2023年9月，建成了由0.72 m²鈣鈦礦中試組件組成的戶外電站，運(yùn)行近9個月以來，整體表現(xiàn)超越預(yù)期，組件效率衰減小于1%。近日，極電光能與國家光伏質(zhì)檢中心展開第三方合作，成為首個商用組件入駐CPVT戶外電站的鈣鈦礦品牌，目前組件已經(jīng)安裝完畢。
“到明年，這幾個戶外電站最長有兩年多的運(yùn)行時間，可以向外界展示更長的戶外穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)。同時我們也希望完成二倍至三倍的IEC加嚴(yán)測試，以及光熱聯(lián)合、反向偏置、紫外老化測試，全方位對組件的效率、穩(wěn)定性進(jìn)行認(rèn)證，消除行業(yè)內(nèi)對鈣鈦礦組件穩(wěn)定性的擔(dān)憂。”于振瑞說，極電光能還將不斷開發(fā)包括墨水配方優(yōu)化、各功能膜層制造工藝優(yōu)化、界面鈍化技術(shù)優(yōu)化等，并把這些新技術(shù)導(dǎo)入產(chǎn)線，實現(xiàn)組件效率和穩(wěn)定性的提升。
快速降本至0.8元/W
隨著GW級產(chǎn)線投產(chǎn)，鈣鈦礦組件量產(chǎn)交付，與晶硅組件的價格比較就成為必然。于振瑞預(yù)計，到2025年底極電光能GW產(chǎn)線滿產(chǎn)的情況下，鈣鈦礦組件成本會低于0.8元/W。
不過，在光伏內(nèi)卷之下，目前晶硅組件價格已經(jīng)下行至0.8元/W左右，這給鈣鈦礦電池的性價比邏輯兌現(xiàn)帶來了挑戰(zhàn)。
TrendForce集邦咨詢新能源研究中心6月12日數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)周182單面單晶PERC組件主流成交價為0.80元/W，210單面單晶PERC組件主流成交價為0.82元/W，182雙面雙玻單晶PERC組件成交價為0.82元/W，210雙面雙玻單晶PERC組件主流成交價為0.84元/W，182雙面雙玻TOPCon組件主流成交價為0.86元/W，210雙面雙玻HJT組件主流成交價為1.00元/W。
“晶硅目前的價格不可能長久，經(jīng)過出清和整合后，應(yīng)該會恢復(fù)到合理的價格，也就是1~1.1元/W,那么鈣鈦礦就有了生存和發(fā)展條件。”于振瑞說。
到2027年，于振瑞認(rèn)為，鈣鈦礦總產(chǎn)能可能達(dá)到幾十GW，交付能力增強(qiáng)；組件效率達(dá)到23%左右，接近晶硅組件效率；鈣鈦礦具備25年壽命進(jìn)一步得到驗證。屆時，鈣鈦礦的市場占有率有望達(dá)到10%左右，同時，成本下降到0.6元/W以內(nèi)。
但這一降本的邏輯，是基于鈣鈦礦組件性能和成本提升，以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游同步成熟，能夠快速形成交付能力和一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，帶動成本持續(xù)下降。
而目前，鈣鈦礦的技術(shù)路線還未完全定下來，因工藝路線的不同導(dǎo)致各家對于設(shè)備的需求不同，對原材料的要求也千差萬別，如此很難推動鈣鈦礦的真正產(chǎn)業(yè)化。
以設(shè)備為例，這是新技術(shù)、新工藝導(dǎo)入量產(chǎn)的基礎(chǔ)，在產(chǎn)業(yè)化初期的作用尤為重要。方正證券研報稱，鈣鈦礦電池組件制備需應(yīng)用鍍膜設(shè)備、涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備，價值量占比分別約 50%、20%、20%、10%。激光設(shè)備與封裝設(shè)備暫無路線分歧，鍍膜設(shè)備尚未統(tǒng)一，分為PVD、RD、ALD、蒸鍍等。
于振瑞指出，“晶硅過去20多年的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗說明，一個技術(shù)路線要做起來，必須有規(guī)模。有了規(guī)模，產(chǎn)業(yè)鏈才能成熟，這條技術(shù)路線才能水漲船高、參與者受益。”
因此，鈣鈦礦要想實現(xiàn)快速產(chǎn)業(yè)化，就需要有一批企業(yè)快速推進(jìn)到產(chǎn)業(yè)化階段。只有這樣才能形成規(guī)模優(yōu)勢，配套的產(chǎn)業(yè)鏈才能盡早成熟，大幅降本才能實現(xiàn)。
眼下，通過組件制造端協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈上下游，實現(xiàn)技術(shù)、工藝和設(shè)備的相對統(tǒng)一，就顯得極為迫切。
今年早些時候，極電光能提出推動整線交付業(yè)務(wù)，切入鈣鈦礦整線設(shè)備市場。于振瑞說，希望借此推動一批鈣鈦礦企業(yè)在較短時間內(nèi)達(dá)到中試水平，這樣可以增大對原材料、設(shè)備的需求，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的快速發(fā)展；同時，增大鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的聲量，使客戶關(guān)注這一新技術(shù)和新產(chǎn)品。
“整線交付的核心是有足夠成熟的鈣鈦礦工藝路線作為支撐，成熟穩(wěn)定的工藝路線和其背后的技術(shù)積累才是鈣鈦礦整線業(yè)務(wù)的靈魂。”于振瑞說。
一旦形成專業(yè)成熟的整線交付，按照晶硅的情況，每三年光伏設(shè)備價格降一倍，這也就意味著，未來每GW鈣鈦礦產(chǎn)線的價格能達(dá)到3億元左右。
“因為材料、設(shè)備成本大幅降低，2030年鈣鈦礦電池成本可以下降到0.5元/W。”于振瑞說。
2030年與晶硅平分秋色
鈣鈦礦成功商業(yè)化的一個重要標(biāo)志，是產(chǎn)品獲得認(rèn)可，進(jìn)入主流市場。
作為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的頭部企業(yè)，從去年開始，極電光能基于150MW中試線，已經(jīng)在河北、安徽、江蘇、廣東等全國多地落地了鈣鈦礦示范性項目，包括工商屋頂分布式項目、各類BIPV項目、光儲充一體化項目等。已經(jīng)和正在交付的訂單有5MW之多。
在光伏的主流市場，也就是分布式電站和集中式電站項目上，極電光能在積極推動與國電投、華電、國網(wǎng)等眾多央國企的合作，一些央企已經(jīng)有兆瓦級產(chǎn)品導(dǎo)入的需求。
隨著GW級產(chǎn)線投產(chǎn)，交付能力大幅提高，極電光能也在同步推進(jìn)市場訂單的準(zhǔn)備，明年將尋求單體超過10兆瓦的光伏電站的建設(shè)項目，大股東長城控股也已為其預(yù)留了50兆瓦的工業(yè)屋頂，目前正在篩選合作伙伴共同建設(shè)。
“光伏行業(yè)的每一項新技術(shù)的推廣都需要光伏上下游共同參與進(jìn)來。”于振瑞表示，這些企業(yè)首先是看好鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化和未來的市場前景，所以有意愿參與到前期的實證電站、示范電站的建設(shè)上。未來極電光能將持續(xù)布局光伏建筑一體化（BIPV）、分布式電站以及集中式電站市場，并尋求更大規(guī)模項目。
除了國內(nèi)市場，今年5月，極電光能鈣鈦礦組件首次發(fā)往日本，中國鈣鈦礦組件首次出海；6月份，國電投地面MW級電站項目也成功發(fā)貨。在2024 SNEC光伏展上，極電光能又收到了日本客商追加訂單的需求。
于振瑞表示，光伏是一個面向全球需求的行業(yè)，鈣鈦礦優(yōu)異的高溫發(fā)電性能和弱光發(fā)電性能，使得它在國際上不同氣候區(qū)能夠發(fā)揮出更大優(yōu)勢。比如，在中東地區(qū)炎熱的氣候下，鈣鈦礦電池會發(fā)揮特殊優(yōu)勢。也因此，雖然目前立足技術(shù)創(chuàng)新與突破，以國內(nèi)市場為重點，但適當(dāng)時候?qū)⒎€(wěn)步推動產(chǎn)品出海。
隨著商業(yè)化的推進(jìn)，于振瑞預(yù)計，到2030年，包括單結(jié)和疊層在內(nèi)，鈣鈦礦的市場占有率可能達(dá)到50%，與晶硅平分秋色。
“光伏市場巨大，可以支撐多巨頭格局。但誰能進(jìn)入第一梯隊，取決于技術(shù)路線選擇與產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)效率。”于振瑞說。
“落后產(chǎn)能的出清會推動市場價格回歸健康區(qū)間，減輕鈣鈦礦市場推廣的競爭壓力。”近日，極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁于振瑞對第一財經(jīng)記者表示，光伏行業(yè)“產(chǎn)能擴(kuò)張-內(nèi)卷-出清”的節(jié)奏相比十年前大幅加快，未來幾年會處于一個技術(shù)上的活躍期，鈣鈦礦要想成為光伏主流技術(shù)，就必須保持快速、持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和敏銳的市場嗅覺，利用這一輪機(jī)遇快速切入市場。
隨著效率、穩(wěn)定性的不斷提升，以及今年三季度全球首條GW級產(chǎn)線投產(chǎn)，進(jìn)入量產(chǎn)時代的鈣鈦礦，商業(yè)化時間窗口已經(jīng)打開。
但要實現(xiàn)商業(yè)化，鈣鈦礦當(dāng)前必須完成從技術(shù)到產(chǎn)品的關(guān)鍵一躍。這其中，既需要鈣鈦礦組件性能不斷提升，成本不斷下降，也需要產(chǎn)業(yè)鏈上原材料和設(shè)備開發(fā)等的密切配合。
2.8m²組件效率明年達(dá)20%
目前，以晶硅為主流的光伏電池在效率和成本上均接近極限，而鈣鈦礦這一光伏材料底層的顛覆式創(chuàng)新，則被視作光伏行業(yè)新的增長曲線。
簡單來說，鈣鈦礦的效率天花板更高，單結(jié)電池理論極限效率達(dá)33%，疊層電池達(dá)45%。由于無需貴重材料，材料用量少，純度要求低，國內(nèi)供應(yīng)鏈完善，鈣鈦礦組件成本可以降低50%。此外，其產(chǎn)業(yè)鏈投資低，碳足跡低，全生命周期能耗只有晶硅產(chǎn)品的1/4。
在一年一度的光伏行業(yè)盛會——第十七屆（2024）國際太陽能光伏與智慧能源（上海）大會暨展覽會（2024 SNEC光伏展）上，協(xié)鑫集團(tuán)董事長朱共山表示，鈣鈦礦將以巨大的后發(fā)優(yōu)勢“頂點起跳”，拉動光伏產(chǎn)業(yè)走出“囚徒困境”。他表示，未來十年，鈣鈦礦都將處于黃金時代。
2023年以來，鈣鈦礦以超預(yù)期的速度實現(xiàn)著技術(shù)突破。6月13日，“太陽能之父”馬丁·格林來到極電光能在2024 SNEC光伏展的展臺。他主導(dǎo)編制的《馬丁·格林太陽電池效率紀(jì)錄表》，被認(rèn)為是目前全球光伏行業(yè)最權(quán)威的兩個電池效率排名表之一。“他是一個人過來的，想了解鈣鈦礦產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、穩(wěn)定性，以及產(chǎn)業(yè)化情況。”于振瑞說，中國在鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)速度與成就，讓馬丁·格林教授非常感興趣。
作為超預(yù)期的又一證明，于振瑞告訴第一財經(jīng)記者，去年11月，經(jīng)全球權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)TÜV南德測試，極電光能0.72m²鈣鈦礦組件全面積效率達(dá)到18.2%，這是當(dāng)時商用尺寸鈣鈦礦組件效率的行業(yè)最高紀(jì)錄。近期，其0.72m²鈣鈦礦組件最高內(nèi)部測試效率已達(dá)19％，今年將提升到20%以上。
在單結(jié)電池快速突破的同時，疊層電池的戰(zhàn)報也頻頻傳來。
近期，隆基宣布其研制的晶硅-鈣鈦礦疊層太陽電池取得了重大突破，據(jù)歐洲太陽能測試機(jī)構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證，該電池的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)34.6%、M6尺寸的疊層電池效率30.1%；而歐洲牛津光伏宣布由60片鈣鈦礦/晶硅疊層電池制成的面積約1.6m²的組件效率達(dá)到26.9%，再次展示了鈣鈦礦在與晶硅結(jié)合方面的技術(shù)潛力。
于振瑞認(rèn)為，2025年將會是鈣鈦礦組件大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的起點。一旦商業(yè)化，就意味著要把好的技術(shù)轉(zhuǎn)化為好的產(chǎn)品，并在效率、成本、壽命三大要素上，取得相較于晶硅產(chǎn)品的競爭力。
“當(dāng)前關(guān)鍵的是，如何在大面積制備情況下提高鈣鈦礦組件的效率和穩(wěn)定性，做到壽命達(dá)到25年、效率達(dá)到20%以上。”于振瑞說，同時還有許多細(xì)節(jié)問題要考慮，比如產(chǎn)品尺寸、重量、機(jī)械強(qiáng)度、安全性能、運(yùn)維屬性、安裝方式等等。
目前，極電光能、協(xié)鑫光電、纖納光電等正在建設(shè)GW級產(chǎn)線。其中，位于無錫的極電光能年產(chǎn)1GW鈣鈦礦太陽能光伏組件項目，是全球第一條啟動建設(shè)的量產(chǎn)線，目前潔凈施工即將完成，設(shè)備正在等待進(jìn)場，項目的正式投產(chǎn)時間也將是全行業(yè)最早的，計劃在今年三季度實現(xiàn)首片下線。
從百兆瓦中試線，到GW級量產(chǎn)線，鈣鈦礦組件尺寸將從0.72m²放大四倍至2.8m²，與目前晶硅組件的主流尺寸保持一致。
但是，由于鈣鈦礦薄膜大面積制備會面臨膜層不均勻性、電阻率升高等問題，轉(zhuǎn)化效率會大幅下降。因此，必須針對各膜層材料的配方、制造技術(shù)、制備工藝等進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計與調(diào)試，才能確保大面積制備下的組件效率。
2021年， 極電光能便率先推出“極創(chuàng)+”整體解決方案，包含“原位固膜”制備技術(shù)、界面鈍化與缺陷控制技術(shù)、穩(wěn)定的材料與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計體系三大技術(shù)創(chuàng)新。其中，“原位固膜”規(guī)避了常規(guī)一步溶液法的工藝缺陷，可實現(xiàn)高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的面積連續(xù)放大；鈍化劑和原位緩沖層技術(shù)，有效地抑制了鈣鈦礦內(nèi)部和界面缺陷的形成，改善能帶匹配，提高鈣鈦礦電池效率和穩(wěn)定性；無甲胺鈣鈦礦材料體系，確保長期戶外光熱穩(wěn)定，模擬計算出最佳配比，并添加了獨(dú)創(chuàng)的穩(wěn)相劑和鈍化組分，從材料角度保證了鈣鈦礦組件的穩(wěn)定性、高效率以及大面積制備的可實現(xiàn)性。
圍繞即將到來的大規(guī)模生產(chǎn)，極電光能已經(jīng)在產(chǎn)品設(shè)計、工藝技術(shù)、人員配置上都做了充足的準(zhǔn)備?；诖?，極電光能在組件效率上的時間線是：今年年底，2.8m²組件效率達(dá)到18%以上，明年提升到20%。
18%是一個值得關(guān)注的數(shù)字，這是鈣鈦礦與晶硅競爭的門檻。
原因是，鈣鈦礦組件溫度系數(shù)低、弱光發(fā)電能力強(qiáng)，所以在高溫和弱光環(huán)境下的實際發(fā)電量比相同標(biāo)稱功率的晶硅組件更高，全年預(yù)計額外發(fā)電10%。正是這10%的發(fā)電量增益，能夠大幅降低鈣鈦礦的效率競爭門檻。
“在相同組件價格和壽命前提下，鈣鈦礦效率比晶硅低4個百分點，就能產(chǎn)生與晶硅組件相同的度電成本和內(nèi)部收益率。高溫和陰天多的地區(qū)，鈣鈦礦發(fā)電優(yōu)勢更大，效率只需要18-19%就能達(dá)到與晶硅組件同等的經(jīng)濟(jì)性。”于振瑞說。
在穩(wěn)定性方面，目前，極電光能已搭建了涵蓋基于IEC標(biāo)準(zhǔn)、ISOS標(biāo)準(zhǔn)、戶外實證等“三維一體”的長期穩(wěn)定性測試驗證體系。2023年11月8日，極電光能0.72m²商用鈣鈦礦組件通過了IEC 61215、IEC 61730標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，成為首家獲得TÜV認(rèn)證證書的鈣鈦礦光伏組件企業(yè)。
學(xué)術(shù)界認(rèn)為，ISOS（International Summit on Organic PV Stability）是表征鈣鈦礦穩(wěn)定性的可靠方法。因此，極電光能也按照ISOS的要求對自己的產(chǎn)品開展了相關(guān)測試。其0.72 m²的鈣鈦礦組件在1Sun/60°C條件下連續(xù)運(yùn)行2300多小時，效率未見衰減，表明按照ISOS的維度衡量，其產(chǎn)品也有很好的穩(wěn)定性。
戶外實證是對光伏產(chǎn)品進(jìn)行穩(wěn)定性與可靠性檢驗的最直接手段。2023年3月，極電光能建立了由30cm*30cm鈣鈦礦小試組件組建的戶外測試電站，至今已運(yùn)行15個月，組件功率沒有衰退。2023年9月，建成了由0.72 m²鈣鈦礦中試組件組成的戶外電站，運(yùn)行近9個月以來，整體表現(xiàn)超越預(yù)期，組件效率衰減小于1%。近日，極電光能與國家光伏質(zhì)檢中心展開第三方合作，成為首個商用組件入駐CPVT戶外電站的鈣鈦礦品牌，目前組件已經(jīng)安裝完畢。
“到明年，這幾個戶外電站最長有兩年多的運(yùn)行時間，可以向外界展示更長的戶外穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)。同時我們也希望完成二倍至三倍的IEC加嚴(yán)測試，以及光熱聯(lián)合、反向偏置、紫外老化測試，全方位對組件的效率、穩(wěn)定性進(jìn)行認(rèn)證，消除行業(yè)內(nèi)對鈣鈦礦組件穩(wěn)定性的擔(dān)憂。”于振瑞說，極電光能還將不斷開發(fā)包括墨水配方優(yōu)化、各功能膜層制造工藝優(yōu)化、界面鈍化技術(shù)優(yōu)化等，并把這些新技術(shù)導(dǎo)入產(chǎn)線，實現(xiàn)組件效率和穩(wěn)定性的提升。
快速降本至0.8元/W
隨著GW級產(chǎn)線投產(chǎn)，鈣鈦礦組件量產(chǎn)交付，與晶硅組件的價格比較就成為必然。于振瑞預(yù)計，到2025年底極電光能GW產(chǎn)線滿產(chǎn)的情況下，鈣鈦礦組件成本會低于0.8元/W。
不過，在光伏內(nèi)卷之下，目前晶硅組件價格已經(jīng)下行至0.8元/W左右，這給鈣鈦礦電池的性價比邏輯兌現(xiàn)帶來了挑戰(zhàn)。
TrendForce集邦咨詢新能源研究中心6月12日數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)周182單面單晶PERC組件主流成交價為0.80元/W，210單面單晶PERC組件主流成交價為0.82元/W，182雙面雙玻單晶PERC組件成交價為0.82元/W，210雙面雙玻單晶PERC組件主流成交價為0.84元/W，182雙面雙玻TOPCon組件主流成交價為0.86元/W，210雙面雙玻HJT組件主流成交價為1.00元/W。
“晶硅目前的價格不可能長久，經(jīng)過出清和整合后，應(yīng)該會恢復(fù)到合理的價格，也就是1~1.1元/W,那么鈣鈦礦就有了生存和發(fā)展條件。”于振瑞說。
到2027年，于振瑞認(rèn)為，鈣鈦礦總產(chǎn)能可能達(dá)到幾十GW，交付能力增強(qiáng)；組件效率達(dá)到23%左右，接近晶硅組件效率；鈣鈦礦具備25年壽命進(jìn)一步得到驗證。屆時，鈣鈦礦的市場占有率有望達(dá)到10%左右，同時，成本下降到0.6元/W以內(nèi)。
但這一降本的邏輯，是基于鈣鈦礦組件性能和成本提升，以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游同步成熟，能夠快速形成交付能力和一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，帶動成本持續(xù)下降。
而目前，鈣鈦礦的技術(shù)路線還未完全定下來，因工藝路線的不同導(dǎo)致各家對于設(shè)備的需求不同，對原材料的要求也千差萬別，如此很難推動鈣鈦礦的真正產(chǎn)業(yè)化。
以設(shè)備為例，這是新技術(shù)、新工藝導(dǎo)入量產(chǎn)的基礎(chǔ)，在產(chǎn)業(yè)化初期的作用尤為重要。方正證券研報稱，鈣鈦礦電池組件制備需應(yīng)用鍍膜設(shè)備、涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備，價值量占比分別約 50%、20%、20%、10%。激光設(shè)備與封裝設(shè)備暫無路線分歧，鍍膜設(shè)備尚未統(tǒng)一，分為PVD、RD、ALD、蒸鍍等。
于振瑞指出，“晶硅過去20多年的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗說明，一個技術(shù)路線要做起來，必須有規(guī)模。有了規(guī)模，產(chǎn)業(yè)鏈才能成熟，這條技術(shù)路線才能水漲船高、參與者受益。”
因此，鈣鈦礦要想實現(xiàn)快速產(chǎn)業(yè)化，就需要有一批企業(yè)快速推進(jìn)到產(chǎn)業(yè)化階段。只有這樣才能形成規(guī)模優(yōu)勢，配套的產(chǎn)業(yè)鏈才能盡早成熟，大幅降本才能實現(xiàn)。
眼下，通過組件制造端協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈上下游，實現(xiàn)技術(shù)、工藝和設(shè)備的相對統(tǒng)一，就顯得極為迫切。
今年早些時候，極電光能提出推動整線交付業(yè)務(wù)，切入鈣鈦礦整線設(shè)備市場。于振瑞說，希望借此推動一批鈣鈦礦企業(yè)在較短時間內(nèi)達(dá)到中試水平，這樣可以增大對原材料、設(shè)備的需求，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的快速發(fā)展；同時，增大鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的聲量，使客戶關(guān)注這一新技術(shù)和新產(chǎn)品。
“整線交付的核心是有足夠成熟的鈣鈦礦工藝路線作為支撐，成熟穩(wěn)定的工藝路線和其背后的技術(shù)積累才是鈣鈦礦整線業(yè)務(wù)的靈魂。”于振瑞說。
一旦形成專業(yè)成熟的整線交付，按照晶硅的情況，每三年光伏設(shè)備價格降一倍，這也就意味著，未來每GW鈣鈦礦產(chǎn)線的價格能達(dá)到3億元左右。
“因為材料、設(shè)備成本大幅降低，2030年鈣鈦礦電池成本可以下降到0.5元/W。”于振瑞說。
2030年與晶硅平分秋色
鈣鈦礦成功商業(yè)化的一個重要標(biāo)志，是產(chǎn)品獲得認(rèn)可，進(jìn)入主流市場。
作為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的頭部企業(yè)，從去年開始，極電光能基于150MW中試線，已經(jīng)在河北、安徽、江蘇、廣東等全國多地落地了鈣鈦礦示范性項目，包括工商屋頂分布式項目、各類BIPV項目、光儲充一體化項目等。已經(jīng)和正在交付的訂單有5MW之多。
在光伏的主流市場，也就是分布式電站和集中式電站項目上，極電光能在積極推動與國電投、華電、國網(wǎng)等眾多央國企的合作，一些央企已經(jīng)有兆瓦級產(chǎn)品導(dǎo)入的需求。
隨著GW級產(chǎn)線投產(chǎn)，交付能力大幅提高，極電光能也在同步推進(jìn)市場訂單的準(zhǔn)備，明年將尋求單體超過10兆瓦的光伏電站的建設(shè)項目，大股東長城控股也已為其預(yù)留了50兆瓦的工業(yè)屋頂，目前正在篩選合作伙伴共同建設(shè)。
“光伏行業(yè)的每一項新技術(shù)的推廣都需要光伏上下游共同參與進(jìn)來。”于振瑞表示，這些企業(yè)首先是看好鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化和未來的市場前景，所以有意愿參與到前期的實證電站、示范電站的建設(shè)上。未來極電光能將持續(xù)布局光伏建筑一體化（BIPV）、分布式電站以及集中式電站市場，并尋求更大規(guī)模項目。
除了國內(nèi)市場，今年5月，極電光能鈣鈦礦組件首次發(fā)往日本，中國鈣鈦礦組件首次出海；6月份，國電投地面MW級電站項目也成功發(fā)貨。在2024 SNEC光伏展上，極電光能又收到了日本客商追加訂單的需求。
于振瑞表示，光伏是一個面向全球需求的行業(yè)，鈣鈦礦優(yōu)異的高溫發(fā)電性能和弱光發(fā)電性能，使得它在國際上不同氣候區(qū)能夠發(fā)揮出更大優(yōu)勢。比如，在中東地區(qū)炎熱的氣候下，鈣鈦礦電池會發(fā)揮特殊優(yōu)勢。也因此，雖然目前立足技術(shù)創(chuàng)新與突破，以國內(nèi)市場為重點，但適當(dāng)時候?qū)⒎€(wěn)步推動產(chǎn)品出海。
隨著商業(yè)化的推進(jìn)，于振瑞預(yù)計，到2030年，包括單結(jié)和疊層在內(nèi)，鈣鈦礦的市場占有率可能達(dá)到50%，與晶硅平分秋色。
“光伏市場巨大，可以支撐多巨頭格局。但誰能進(jìn)入第一梯隊，取決于技術(shù)路線選擇與產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)效率。”于振瑞說。