2021年中國鈣鈦礦政策環境
鈣鈦礦作為全球公認的最具前景的光伏電池材料,獲得前所未有的關注,各國政府把鈣鈦礦太陽能電池納入重點支持計劃。歐盟把鈣鈦礦太陽能電池作為“彎道超車”的技術予以重點支持。美國出資2400萬美元支持ECA等公司的鈣鈦礦太陽電池技術開發;NERL推動成立了美國先進鈣鈦礦制造(US-MAP)聯合體,加速鈣鈦礦技術商業化。中國科技部2016-2020年連續五年把鈣鈦礦太陽能電池產業化列入重點研發項目予以支持;2016-2017年為基礎科學理論研究,2018年為疊層技術,2019年為大面積單結技術研發。
2021年1月,杭州纖納光電獲得由三峽資本領投的3.6億元C輪融資,用于鈣鈦礦光伏百兆瓦級產線擴建、疊層產品升級、應用產品研發和生產等項目。央企的入局顯示了國家推動行業進一步發展的強有力信心。2021年12月南方科技大學的“新一代鈣鈦礦太陽能電池關鍵材料及宏量制備技術”項目被列為科技部重點專項立項項目。
2022年4月2日,國家能源局、科學技術部發布關于印發《“十四五”能源領域科技創新規劃》的通知。從聚焦大規模高比例可再生能源開發利用方面提出了風電太陽能發電技術攻關的具體目標。其中便包括高效鈣鈦礦電池制備與產業化生產技術:研制基于溶液法與物理法的鈣鈦礦電池量產工藝制程設備,開發高可靠性組件級聯與封裝技術,研發大面積、高效率、高穩定性、環境友好型的鈣鈦礦電池;開展晶體硅/鈣鈦礦、鈣鈦礦/鈣鈦礦等高效疊層電池制備及產業化生產技術研究。
2022年中國鈣鈦礦產能量產
我國企業在鈣鈦礦電池穩定性提升,組件面積放大等方面進行了一系列技術攻關,目前走在前列的公司有杭州纖納光電、蘇州協鑫納米等,天合光能、華能集團等企業也有所布局。日前,杭州纖納科技采用獨立開發的溶液打印技術,率先投產了百兆瓦級別鈣鈦礦太陽能電池alpha組件產線。alpha組件具有高功率、高收益和高減排的特性,最高功率130W,尺寸全球最大,為1245×635×6.4mm,預計壽命10-25年。協鑫光電的子公司蘇州協鑫納米科技有限公司于2017年在蘇州建成一條10MW級45cm×65cm鈣鈦礦光伏組件中試產線,通過采用自主研發的大面積鈣鈦礦狹縫涂布方法,輔以大面積鈣鈦礦溶液結晶成膜技術和先進的內聯集成技術,可批量生產具有商用化價值的45cm×65cm產品,目前該產品的效率已超過15%,處于同類產品中較高水平。協鑫現已啟動100MW鈣鈦礦電池量產線開始試生產,提前布局異質結以及鈣鈦礦疊層電池生產設備。2022年6月7日,1m×2m組件順利通過冰雹測試,進行了雙85、濕熱、LeTID等測試,并開展了前期的千瓦級戶外應用測試。
國際上著名的鈣鈦礦電池研發企業有牛津光伏(OxfordPV)(鈣鈦礦/硅基疊層電池效率29.5%)和松下公司(Panasonic)(鈣鈦礦電池組件效率17.9%)等。
圖表 我國鈣鈦礦電池行業產能量化進展
數據來源:各公司公告
2022年中國鈣鈦礦企業布局
一、6000萬/12MW全球首個鈣鈦礦光伏地面電站開工
2022年2月15日,占地約250畝,裝機容量12兆瓦,計劃總投資6000萬元左右的全球首個鈣鈦礦光伏地面電站開工建設。該項目標志著光伏行業最令人期待的變革性新技術邁向了成熟,大大推進了鈣鈦礦技術與傳統光伏行業的融合,快速促進鈣鈦礦技術的產業化發展。
衢江區纖納鈣鈦礦示范工程的開工,必將成為衢江推進新能源項目建設史上又一標志性項目,衢江區將緊抓全省實施“風光倍增”工程有利契機,與纖納公司攜手共贏,力爭項目早日投產、早出效益。
纖納新能源表示,公司不斷創新和引領第三代太陽能光伏技術,建有全球首個鈣鈦礦生產基地、首條100MW規;a線。公司有信心將該電站打造成低用電成本、節能環保、安全可靠的示范項目,相信此次開工的鈣鈦礦光伏地面電站將成為全球光伏行業的里程碑和新開端。
二、寧德時代“試水”鈣鈦礦太陽能電池
2022年5月5日,寧德時代表示,公司鈣鈦礦光伏電池研究進展順利,正在搭建中試線。寧德時代新能源科技股份有限公司成立于2011年,是國內率先具備國際競爭力的動力電池制造商之一,專注于新能源汽車動力電池系統、儲能系統的研發、生產和銷售,致力于為全球新能源應用提供一流解決方案,核心技術包括在動力和儲能電池領域,材料、電芯、電池系統、電池回收二次利用等全產業鏈研發及制造能力。早在2020年,就有寧德時代組建技術團隊進軍鈣鈦礦的消息,據了解,支持寧德時代加快鈣鈦礦新型太陽能發電材料開發,成本可減少一半以上,爭取2023年實現產業化。
三、騰訊戰略入股協鑫鈣鈦礦項目
2022年5月12日,廣西騰訊創業投資有限公司新增對外投資,新增投資企業為昆山協鑫光電材料有限公司。昆山協鑫光電材料有限公司發生工商變更,新增股東廣西騰訊創業投資有限公司;同時,公司注冊資本從6259.26萬元增加到7357.68萬元。
四、“鈣鈦礦α組件全球首發”,標志著中國率先實現了百兆瓦級的規模量產和商業化應用。
2022年5月20日,纖納聯合向大眾介紹了鈣鈦礦光伏技術的進化史,展示了全球首款鈣鈦礦商業化組件alpha。
纖納alpha組件采用公司獨立開發的溶液打印技術,具有功率高、穩定性好、溫度系數低、熱斑效應小、不易隱裂等特性,可進行12年產品材料與工藝質保,25年線性功率輸出質保。纖納α鈣鈦礦組件是目前全球最大的百兆瓦級商業化產品,尺寸為1245×635×6.4mm。
自2019年、2020年公司連續攻克了鈣鈦礦組件穩定性的世界級難題后,此次發布的α組件更是開啟了12年產品材料與工藝質保和25年線性功率輸出質保的產品體驗,是全球首款為地面集中式光伏電站推出的鈣鈦礦組件。
纖納用無人機的上帝視角首次揭秘了一塊鈣鈦礦α組件的誕生之旅。這條全球首個百兆瓦級的產線有兩大亮點:一是人工智能程度高,公司為這條產線配置了全球首個適合鈣鈦礦生產工藝流程的智能大腦,全自動設備與眾多機械臂穿插配合,每40秒就能制造出一片α組件。纖納的鈣鈦礦百兆瓦產線實現了高效、穩定、節能的連續生產,可以為雙碳發展持續不斷地提供清潔電力。
五、谷歌云入局鈣鈦礦
2022年5月21日,鈣鈦礦光伏制造商SauleTechnologies正在加速推進與GoogleCloud及可再生能源公司ColumbusEnergy的合作。其中,波蘭鈣鈦礦光伏制造商SauleTechnologies公司研發了用于物聯網應用的鈣鈦礦太陽能電池,效率達到25.5%,將為物聯網設備提供獨立電源。GoogleCloud將負責為兩家戰略合作伙伴提供云計算服務和技術,三方計劃在物聯網(IoT)產品和分布式能源解決方案開發方面進行合作。
六、仁爍光能,10MW鈣鈦礦疊層中試線起航
2022年5月24日,仁爍光能(蘇州)有限公司于2021年底成立,主營業務為新型鈣鈦礦太陽能電池,公司背靠南京大學、復旦大學、中科院等知名高校和科研機構,核心管理團隊在光伏領域有深厚的從業背景,公司成立伊始就獲得5000萬的天使輪股權融資,并且即將完成A輪融資,八月底蘇州6000平方米的10MW鈣鈦礦疊層中試線將投入使用,目標尺寸為300*400mm,效率達22%以上,預計下半年落地1.5萬平方米廠房,啟動150MW鈣鈦礦光伏組件量產線建設,目標尺寸1.2*0.6m,效率達20%以上。
七、協鑫鈣鈦礦1m×2m組件順利通過冰雹“高考”,奠定全套可靠性測試基礎
2022年6月,昆山協鑫光電材料有限公司發布將1m×2m的鈣鈦礦組件送往兄弟單位張家港協鑫集成可靠性測試實驗室進行MQT17的冰雹測試,根據測試要求,直徑25mm的冰球被加速到23m/s±5%,相當于82.8km/h±5%的速度,撞擊到組件表面,考驗組件在惡劣氣象下的耐受能力。經過測試,昆山協鑫光電材料有限公司送去測試的6塊組件都通過了冰雹測試,組件外觀無任何變化,為鈣鈦礦光伏組件下一步進行全套的可靠性測試奠定了基礎。
八、南京大學譚海仁教授全鈣鈦礦疊層電池新紀錄28%,首次超越單晶硅電池的最高效率26.7%
2022年6月8日南京大學譚海仁教授全鈣鈦礦疊層電池再次創造新紀錄,實現28%的光電轉換效率,首次超越了單晶硅電池的最高效率26.7%,也是團隊成果第五次被紀錄表收錄。
九、鈣鈦礦太陽能電池新銳無限光能獲數千萬元天使輪融資
2022年6月9日,鈣鈦礦太陽能電池新銳企業深圳無限光能技術有限公司宣布完成數千萬元天使輪融資,本輪融資參投方包括耀途資本、光躍投資、碧桂園創投等,融資資金將用于大尺寸鈣鈦礦太陽能電池模組試驗線的建設、擴充研發及量產技術團隊。
在鈣鈦礦太陽能電池的研發上,公司研發團隊通過對鈣鈦礦太陽能電池薄膜與OLED薄膜的對比研究,創新性的提出使用真空氣象沉積的鈣鈦礦薄膜制備技術,實現了大面積單節鈣鈦礦太陽能電池超過23%的世界最高認證效率(PCE);同時,研發團隊通過調整電池結構的設計、改進電池的封裝方法,大幅提高了電池的長期光、熱、濕度穩定性,未封裝的電池在干燥空氣中放置20000小時之后仍保持了95%的初始光電轉換效率,有效的解決了制約鈣鈦礦太陽能電池商業化的壽命問題。