隨著高瓴、騰訊等頂尖投資機(jī)構(gòu)的涌入，鈣鈦礦電池技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展，不僅轉(zhuǎn)換效率屢破世界紀(jì)錄，規(guī)模化量產(chǎn)也指日可待。與此同時(shí)，已經(jīng)進(jìn)入規(guī)?；慨a(chǎn)階段的N型電池技術(shù)，距離轉(zhuǎn)換效率“天花板”也越來越近。
對(duì)于以“降本增效”為核心發(fā)展邏輯的光伏行業(yè)而言，更低的成本、更高的效率是其追求的終極目標(biāo)。而鈣鈦礦無論是成本還是效率，均顯著優(yōu)于晶硅。因此，關(guān)于鈣鈦礦顛覆晶硅的說法也不絕于耳。
對(duì)于鈣鈦礦能否顛覆晶硅，當(dāng)下難以定論，不過可以肯定的是，隨著資本的涌入，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程必然遠(yuǎn)超預(yù)期。而在晶硅產(chǎn)業(yè)鏈中“存在感”較低的膠膜與玻璃，則將成為最大的受益者。
技術(shù)創(chuàng)新捷報(bào)頻傳
進(jìn)入2023年以來，鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程再次提速，尤其是初創(chuàng)型的鈣鈦礦企業(yè)。
1月1日，經(jīng)日本JET第三方認(rèn)證，仁爍光能研發(fā)的全鈣鈦礦疊層電池穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到29.0%，再次打破團(tuán)隊(duì)在2022年6月創(chuàng)造的28.0%的世界紀(jì)錄，這也是其第七項(xiàng)被收錄的疊層電池世界紀(jì)錄。量產(chǎn)方面，仁爍光能150MW中試線預(yù)計(jì)在2023年三季度投產(chǎn)，2024年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。若中試線的調(diào)試結(jié)果符合預(yù)期，仁爍光能將進(jìn)行GW級(jí)的產(chǎn)能規(guī)劃。
1月18日，協(xié)鑫光電獲得由中國質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)頒發(fā)的鈣鈦礦組件BIPV光伏玻璃3C認(rèn)證證書，邁出了開拓國內(nèi)建筑光伏市場(chǎng)的重要一步。值得一提的是，協(xié)鑫光電是全球率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)的企業(yè)之一，公司100MW鈣鈦礦生產(chǎn)線已于2021年開始試產(chǎn)，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到18%。與仁爍光能類似的是，如果100MW產(chǎn)線指標(biāo)符合預(yù)期，協(xié)鑫光電同樣將籌建GW級(jí)產(chǎn)線。
1月20日，經(jīng)中國計(jì)量院認(rèn)證，曜能科技自主研發(fā)的小面積鈣鈦礦、晶硅兩端疊層電池穩(wěn)態(tài)輸出效率達(dá)到32.44%，刷新國內(nèi)紀(jì)錄。兩周之后，曜能科技再次宣布，經(jīng)中國計(jì)量院認(rèn)證，公司自主研發(fā)的25cm2大面積鈣鈦礦/晶硅兩電極疊層電池器件穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到29.57%，為目前報(bào)道的大面積疊層電池最高效率。據(jù)曜能科技介紹，25cm2電池器件是驗(yàn)證工業(yè)級(jí)規(guī)格電池工藝可行性的重要節(jié)點(diǎn)，目前公司已完成從基本材料配方和工藝方法到整體資源配套和研發(fā)思路的顛覆性跨越。
1月31日，皇氏集團(tuán)宣布與黑晶光電達(dá)成技術(shù)合作，擬共同推進(jìn)TOPCon/鈣鈦礦疊層電池產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)及產(chǎn)品應(yīng)用。據(jù)悉，黑晶光電成立于2019年，專注于鈣鈦礦疊層電池技術(shù)的研發(fā)與生產(chǎn)。根據(jù)黑晶光電官網(wǎng)披露的信息，其研發(fā)的串聯(lián)型鈣鈦礦/PERC疊層電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.5%。
同日，萬度光能2GW鈣鈦礦組件研發(fā)及制造基地項(xiàng)目開工，項(xiàng)目總投資高達(dá)10億元，分三期建成。據(jù)萬度光能官網(wǎng)顯示，公司承接了華中科技大學(xué)武漢光電國家研究中心韓宏偉教授團(tuán)隊(duì)研究成果，并于2021年成為全球率先完成下一代光伏可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池中試及戶外驗(yàn)證的企業(yè)。
可以看到，技術(shù)的突飛猛進(jìn)，正逐步推動(dòng)鈣鈦礦全面進(jìn)入中試階段。受益于此，微導(dǎo)納米、捷佳偉創(chuàng)、京山輕機(jī)等設(shè)備廠商均曾披露已獲得鈣鈦礦設(shè)備訂單甚至實(shí)現(xiàn)出貨。此外，賽伍技術(shù)、百佳年代兩大膠膜廠商均曾表示已實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦專用膠膜的批量出貨。
資本市場(chǎng)的“寵兒”
在一次直播中，協(xié)鑫光電董事長(zhǎng)范斌曾經(jīng)提到，從商業(yè)化的角度來講，2022年鈣鈦礦明顯有比較大的加速，很大程度上是來自于資本市場(chǎng)的重視。范斌此言非虛，在前述中那些取得重大技術(shù)進(jìn)展的鈣鈦礦企業(yè)，無不是資本市場(chǎng)的“寵兒”。
仁爍光能于2022年8月26日完成數(shù)億元的Pre-A輪融資，本輪融資由由三行資本領(lǐng)投，中科創(chuàng)星、蘇高新創(chuàng)投、金浦智能、險(xiǎn)峰長(zhǎng)青、云啟資本、中財(cái)產(chǎn)業(yè)基金等知名機(jī)構(gòu)跟投。
協(xié)鑫光電2022年先后完成兩輪融資，而且投資者多為全球頂尖投資機(jī)構(gòu)。其中，公司于5月份完成B輪融資，獲得騰訊創(chuàng)業(yè)數(shù)億元投資;年末，公司又完成了5億元的B+輪融資，淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本三家聯(lián)合領(lǐng)投，川流投資等機(jī)構(gòu)跟投。
此外，曜能科技于2021年8月完成數(shù)千萬A輪融資，投資方為高瓴資本;黑晶光電于2022年8月完成A輪融資，投資方為同創(chuàng)偉業(yè)。
在鈣鈦礦的投資者中，不僅局限于專業(yè)的投資機(jī)構(gòu)，還包括產(chǎn)業(yè)巨頭。例如，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群于2020年通過控股子公司瑞庭投資參投協(xié)鑫光電Pre-A輪融資，獲得協(xié)鑫光電約0.13%的股權(quán);碧桂園于2021年參投極電光能、2022年參投無限光能等。
其實(shí)，當(dāng)下的資本市場(chǎng)對(duì)于鈣鈦礦的態(tài)度并非范斌所說的“重視”那么簡(jiǎn)單，更確切的說是“瘋狂”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，過去兩年鈣鈦礦領(lǐng)域的投資額已接近100億元。用范斌的話講，現(xiàn)在即便是初創(chuàng)企業(yè)，也可以拿到幾千萬甚至上億的融資。某投資人更是直言，現(xiàn)在一般的鈣鈦礦項(xiàng)目都會(huì)報(bào)到兩三億，優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)的天使輪更是高達(dá)五億左右。
可以看出，在“碳中和”背景下，目前鈣鈦礦與當(dāng)年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)剛剛興起時(shí)頗為相似——廣闊的發(fā)展空間以及足以顛覆市場(chǎng)格局的技術(shù)，其對(duì)于投資人的吸引力無需多言。曾經(jīng)被戲稱為買下了中國互聯(lián)網(wǎng)半壁江山的沈南鵬在一次演講中曾直言道，“新能源及碳中和領(lǐng)域已經(jīng)成為紅杉中國最主要的投資方向之一，我們對(duì)于其中很多賽道都進(jìn)行了全產(chǎn)業(yè)鏈的布局”。對(duì)于參投了協(xié)鑫光電B+輪融資的紅杉中國而言，鈣鈦礦必然是核心賽道之一。
不僅僅是一級(jí)市場(chǎng)，鈣鈦礦在二級(jí)市場(chǎng)中同樣頗受追捧。例如，宣布五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)2GW鈣鈦礦組件產(chǎn)能的奧聯(lián)電子，在近一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)漲幅超過200%;率先實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦設(shè)備出貨的京山輕機(jī)、與纖納光電達(dá)成TCO玻璃戰(zhàn)略合作的金晶玻璃在2022年的主升行情中漲幅分別高達(dá)272%和89%;布局鈣鈦礦設(shè)備的奧萊德自2022年9月份以來最高漲幅達(dá)到140%。
玻璃、膠膜“躺贏”
鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速，有利于持續(xù)推動(dòng)光伏行業(yè)的“降本增效”，但對(duì)于晶硅產(chǎn)業(yè)鏈而言，恐將產(chǎn)生重大影響。
相比于晶硅，鈣鈦礦無論是效率還是成本，均具有顯著優(yōu)勢(shì)。效率方面，Scientific Report數(shù)據(jù)顯示，單結(jié)鈣鈦礦電池光電轉(zhuǎn)換效率極限為31%，高于晶硅電池的29.43%，而雙結(jié)疊層電池和三結(jié)疊層電池則高達(dá)45%和49%。成本方面，根據(jù)協(xié)鑫光電披露的數(shù)據(jù)，鈣鈦礦組件單W成本約為0.5元/W，僅為晶硅組件的50%。
尤為重要的是，鈣鈦礦組件的生產(chǎn)工藝極為簡(jiǎn)單，僅需一個(gè)工廠、45分鐘即可完成，主要原材料包括鈣鈦礦原料、玻璃、膠膜、靶材等。反觀晶硅組件，則需要經(jīng)歷硅料、硅片、電池、組件等多個(gè)不同工廠的生產(chǎn)加工，最快也需要三天時(shí)間，原材料也名目繁多。
顯然，極低的產(chǎn)業(yè)鏈重合度，以及更高的效率和更低的成本，意味著顛覆，這有點(diǎn)類似于汽車替代馬車、手機(jī)替代傳呼機(jī)。不過，在晶硅產(chǎn)業(yè)鏈中，也有“幸存者”——膠膜和玻璃。
在鈣鈦礦組件的成本結(jié)構(gòu)中，玻璃、膠膜等封裝材料的占比超過1/3，屬于核心原材料。而且，由于鈣鈦礦的穩(wěn)定性始終是制約其產(chǎn)業(yè)化落地的關(guān)鍵影響因素之一，因此封裝環(huán)節(jié)的重要性也愈發(fā)凸顯。
“鈣鈦礦的弱點(diǎn)體現(xiàn)在化學(xué)鍵比較脆弱，溶劑分子或水汽可以很容易把它的化學(xué)鍵破壞掉，一旦被破壞，器件衰減就是一個(gè)必然的過程，比如有水汽滲進(jìn)去，就會(huì)造成不穩(wěn)定。并且鈣鈦礦本身在高溫下會(huì)變得不穩(wěn)定，所以我們需要找到一種具有很強(qiáng)針對(duì)性、效果好，同時(shí)又很便宜的封裝技術(shù)?！闭愦蠼淌谧罅⒁娫谝淮螌ＴL中直言道。
值得一提的是，鈣鈦礦膠膜已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。根據(jù)賽伍技術(shù)披露的信息，其自主研發(fā)的鈣鈦礦熱塑性封裝膠膜-TPO已與協(xié)鑫光電簽訂數(shù)MW級(jí)的首次批量訂單。此外，據(jù)媒體報(bào)道，正在進(jìn)行IPO的百佳年代推出的鈣鈦礦膠膜產(chǎn)品同樣實(shí)現(xiàn)批量交付，并向多家客戶送樣。
除了膠膜以外，玻璃對(duì)于鈣鈦礦組件性能的影響同樣顯著。不同于晶硅組件，鈣鈦礦組件需要使用“透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃”，即TCO玻璃。TCO玻璃在鈣鈦礦組件中除了透光和減反射外，還必須起到收集電流的作用，因此生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)的光伏玻璃有所不用。
在A股市場(chǎng)中，金晶科技是全球少數(shù)掌握TCO玻璃生產(chǎn)技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)。2022年，金晶科技與纖納光電簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，約定金晶科技將根據(jù)纖納光電的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，投資建設(shè)相應(yīng)TCO玻璃產(chǎn)線并作為其主要供應(yīng)商，纖納光電每增加1GW鈣鈦礦電池產(chǎn)能規(guī)劃，則金晶玻璃需配套不低于500萬平米/年的TCO玻璃產(chǎn)能。
寫在最后
鈣鈦礦未來是否能夠顛覆晶硅，筆者不敢妄下判斷，就像年后的硅料價(jià)格走勢(shì)，與主流媒體和專家的判斷大相徑庭。比較確定的是，鈣鈦礦的GW級(jí)量產(chǎn)已經(jīng)愈來愈近，而且在資本的助力下，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度必然遠(yuǎn)超行業(yè)想象。至于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這需要事實(shí)來說話，就像當(dāng)年單晶替代多晶時(shí)，依然有行業(yè)巨頭認(rèn)為多晶必有一席之地。
對(duì)于關(guān)注鈣鈦礦的朋友，可以關(guān)注一下即將于2月15-16日舉行的“光能杯·創(chuàng)新分享會(huì)”，屆時(shí)暨南大學(xué)教授、博導(dǎo)、新能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)麥耀華將針對(duì)鈣鈦礦太陽能電池的研究現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化前景做主題演講。
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