文|經(jīng)緯創(chuàng)投
如果說TOPCon、HJT等下一代晶硅電池技術(shù),是最近2-3年的事情,那么以未來5年計,用全新的材料去突破晶硅電池的種種限制,是更加令人興奮的事情。
市場里一直有一種觀點認為,硅是權(quán)宜之計,因為即使是最好的硅電池,光電轉(zhuǎn)換中的損失依然很大??茖W界也在不停地嘗試到底有什么新材料,又便宜又能滿足各種需求。
鈣鈦礦就是其中最耀眼的明星,它可以自然地結(jié)合成近乎完美的晶體,而不需要借助任何外力,就像海灘上的潮汐池會留下鹽晶體一樣,不需要高溫,也不需要復(fù)雜的流程,如果迭代出更合適的工藝,就可以低成本地大規(guī)模制備。
并且,由于鈣鈦礦是人工設(shè)計的晶體材料,所以它的材料配方選擇比較靈活,帶隙可調(diào)(什么是帶隙,我們在后文解釋),可以不斷改進設(shè)計以提升電池性能,而晶硅材料只能提純、結(jié)構(gòu)不能改變。
所以從光電轉(zhuǎn)化率的角度來看,鈣鈦礦幾乎用10年時間,走過了晶硅50年的發(fā)展歷程。鈣鈦礦電池實驗效率從2009年的3.8%,迅速提升至目前的25.7%??梢哉f鈣鈦礦與晶硅的技術(shù)之爭,是成千上萬種鈣鈦礦材料,和一種晶硅材料的競爭。
目前,晶硅單結(jié)電池的理論極限效率為29.7%,而單結(jié)鈣鈦礦電池的極限效率可達到33%左右,鈣鈦礦疊層電池可達44%以上。
當然,任何材料都不是完美的,鈣鈦礦也有缺點。目前行業(yè)里最關(guān)注的兩點,是鈣鈦礦電池不夠穩(wěn)定,以及含有有毒物質(zhì)鉛。其次是大面積制備的工藝還不成熟,以至于真正的商業(yè)化仍需要時間。
鈣鈦礦在2013年被美國《科學》(Science)雜志評為年度十大科學突破之一,并打上了“新一代太陽能電池材料”的標簽。但因為種種技術(shù)難題有待突破,在接下來的幾年里,并沒有進入產(chǎn)業(yè)化,仍然是晶硅在統(tǒng)治著光伏世界。
但在2021、2022年,隨著一些新的產(chǎn)業(yè)化嘗試(不少創(chuàng)業(yè)公司的產(chǎn)品通過了雙85測試)及巨頭注資(例如寧德時代、騰訊均投資了協(xié)鑫光電),鈣鈦礦進入了早期發(fā)展的快車道。今天這篇文章,我們就來分析這項高潛力技術(shù)的技術(shù)原理、優(yōu)劣勢,以及應(yīng)用場景等等,以下:
- 成千上萬種鈣鈦礦材料與一種硅材料的“降維”競爭
- 鈣鈦礦的3種優(yōu)勢及應(yīng)用
- 鈣鈦礦的劣勢及可能的解決辦法
01 成千上萬種鈣鈦礦材料與一種硅材料的“降維”競爭
新能源變革背后,也是材料體系的革新。比如晶硅電池從P型轉(zhuǎn)向N型,就是摻雜的硼元素向磷元素迭代。
但晶硅的能量轉(zhuǎn)化效率一直有不高的天花板(30%以下),這里涉及“帶隙”的概念,我們不想解釋的過于復(fù)雜,嘗試簡單理解。
陽光照在晶硅太陽能電池上,電池把入射光子的能量轉(zhuǎn)換為電子,產(chǎn)生電壓、電流和功率輸出。而帶隙就是指,電子從它的主原子(的一個軌道帶)掙脫(到軌道帶之外)所需要的能量,為電池的電力輸出提供所需能量。
打一個簡單的比喻,我們可以將特定半導(dǎo)體的帶隙,想象為促使番茄醬從其附著的瓶子中流出所需要的力,如果你輕輕地敲擊瓶子底部,不會使番茄醬流下來(類似于低能光子穿過太陽能電池)。
如果以恰到好處的力量擊打它,將會傳遞足夠的能量使番茄醬流動(就像光子的能量剛好等于帶隙,使電子自由地流出太陽能電池)。
但如果你用錘子大力敲擊瓶子,也會讓番茄醬流動,但是代價是需要消耗很多的能量去舉起錘子,浪費大部分能源(如高能紫外光子將一小部分能量轉(zhuǎn)移到電子,但是大部分能量都以熱量的形式耗散)。
為了達到最高效率,科學家一直都在尋找?guī)蹲顑?yōu)的材料。就像我們剛剛說的,如果帶隙過大,大多數(shù)光子將缺乏發(fā)射電子所需的能量,并直接穿過太陽能電池,無法產(chǎn)生大量電流;如果帶隙過小,大多數(shù)光子會釋放電子,但只向每個電子傳遞少量能量,從而導(dǎo)致電壓過低。
硅這個材料,恰好有一個還算合適的帶隙,但其實砷化鎵的帶隙更加理想,但砷化鎵涉及到稀有元素,制造成本太高,無法在商業(yè)上取得成功。理論模型表明,硅的最高效率在29.4%。
但為什么晶硅發(fā)展了50多年,光電轉(zhuǎn)換效率依然無法達到理論上的29.4%?主要是因為電子“從被光子釋放”,到“成功地離開太陽能電池”的過程中,充滿了各種坑洼。就像是一個醉酒的司機在崎嶇的道路上行駛,很容易撞到障礙物或者陷到坑里,這些都會以熱量的形式損失光子的能量。
這也是為什么晶硅材料都需要對硅提純。雖然提純非常貴且消耗能源,因為這個過程需要昂貴的設(shè)備和1000度以上的高溫。但只有取得沒有雜質(zhì)的純硅,才能讓“道路更平坦”,盡量少有“坑洼”,越純越好。但從99%的硅進一步提純到99.99%并不容易,這也讓晶硅光伏電池要想達到接近30%的效率,在商業(yè)上是幾乎不可能實現(xiàn)的。
此時,鈣鈦礦出現(xiàn)了,它打破了晶硅材料遇到的種種局限,幾乎是“降維打擊”——它可以自然形成幾乎完美的晶體,“道路很平坦”,不需要像硅那樣的高溫提純,并且由于是人工合成的材料,根據(jù)不同的材料配比,帶隙可以調(diào)節(jié)。
其實,鈣鈦礦并非新鮮事物,它甚至已有180年歷史。最早在1838年的俄羅斯烏拉爾山,德國礦物學家古斯塔夫·羅斯發(fā)現(xiàn)了這種天然晶體,為紀念他崇拜的地質(zhì)學家Lev Perovski,他將這種晶體命名為鈣鈦礦(perovskite)。
不過這只是鈣鈦礦的雛形。鈣鈦礦并不是像煤或銅那樣的一種礦物,而是指一大類化合物,他們擁有相同的晶體結(jié)構(gòu),其化學成分簡寫為ABX3,其中A通常代表有機分子,B代表金屬(如鉛或錫),X代表鹵素(如碘或氯)。
真正光伏意義上的鈣鈦礦,要等到2009年,才在實驗室中形成了一定的光電轉(zhuǎn)換效率??茖W家探索了很多種元素組合、不同的配比方式,這種人工干預(yù)的方式極大提升了鈣鈦礦的效率提升速度,僅用了10年多的時間,就取得了硅基材料光伏電池50多年才實現(xiàn)的成就。
所以行業(yè)內(nèi)有觀點認為,PERC之后可能TOPCon、HJT或是IBC技術(shù),但這些都還是晶硅體系,再遠的未來,鈣鈦礦大有可為。
02 鈣鈦礦的3種優(yōu)勢及應(yīng)用
鈣鈦礦核心有3大優(yōu)勢:原材料豐富且易于合成、光電特性非常好、生產(chǎn)工藝流程短。這3種優(yōu)勢帶來了很多,使鈣鈦礦的潛力巨大。
第一,原材料豐富且易于合成。與最早德國礦物學家古斯塔夫·羅斯在烏拉爾山發(fā)現(xiàn)的天然晶體類似,鈣鈦礦型材料是與ABX3化學結(jié)構(gòu)類似的化合物統(tǒng)稱,其中A位、B位、X位均可迭代替換,可選的材質(zhì)種類眾多。
其中A的主流選擇是有機陽離子,比如甲胺、甲脒等,或無機陽離子,比如銫;B為二價金屬陽離子,比如鉛或鍺;X為鹵素陰離子。因為要讓鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,所以立方相為理想形態(tài)。
這些都是儲量豐富且便宜的材料,目前鈣鈦礦組件成本結(jié)構(gòu)中,占比最多的是電極材料,達37%,鈣鈦礦自身材料成本僅占5%。
第二,鈣鈦礦的光電特性非常好。這意味在陽光照射下,鈣鈦礦吸光性很強,更容易釋放電子。科學家把鈣鈦礦涂在玻璃或者柔性材料上,只需要0.1-0.5微米,就能吸收大部分陽光。而晶硅要想達到同樣的效果,至少需要130-170微米。
此外,就像我們在上文解釋的,由于鈣鈦礦的成分選擇具有靈活性,A、B和X位離子可以被多種元素取代,通過鹵素占比調(diào)控,可以實現(xiàn)對鈣鈦礦帶隙寬度的調(diào)節(jié),這決定了它可以吸收更寬的光譜。
科學家最初在嘗試做MA(甲胺)體系,但后來發(fā)現(xiàn)FA(甲脒)更具優(yōu)勢,目前主流方向是FA-Pb-I3(甲脒鉛碘鹽)。當然,即便是FA,也沒有到達最理想的效果,對于太陽能電池最理想帶隙是900納米的波長光。所以鈣鈦礦在材料探索上,依然還有很大空間。
這些探索帶來的是鈣鈦礦效率的高速提升。自2009年提出技術(shù)至今,從3.8%提升到25.7%,13年間平均每年提升 1.69%,而2018-2022年則平均每年提升0.5%。
從結(jié)構(gòu)上來說,鈣鈦礦電池類似于一個“三明治”,由多個功能層堆疊而成,中間為吸收層,兩端為電荷傳輸層,其中吸光層是提效的核心。
鈣鈦礦電池主要分為正式平面結(jié)構(gòu)、介孔結(jié)構(gòu)、反式平面結(jié)構(gòu):
- 正式(n-i-p)平面結(jié)構(gòu),它的轉(zhuǎn)換效率比反式結(jié)構(gòu)高,但空穴傳輸層在核心的鈣鈦礦層上面,所以在選材的溫度耐受性和性能平衡上,還不能很好匹配,且遲滯效應(yīng)比反式結(jié)構(gòu)明顯,這降低了電池性能。多用于學術(shù)領(lǐng)域。
- 正式(n-i-p)介孔結(jié)構(gòu),與正式平面結(jié)構(gòu)類似,介孔層的摻雜能改善鈣鈦礦層和電子傳輸層的接觸,提升電子的提取能力,但介孔層需要450度高溫燒結(jié),不能和柔性襯底結(jié)合,不適宜投入量產(chǎn)。
- 反式(p-i-n)平面結(jié)構(gòu),是目前的主流結(jié)構(gòu)。它比正式結(jié)構(gòu)的工藝更簡便價廉、低溫成膜、更適合與傳統(tǒng)光伏電池結(jié)合疊層器件等,同時因為反式(p-i-n)結(jié)構(gòu)的空穴層選材,更有利于抑制遲滯效應(yīng)。但缺點是效率不如前兩者,以及電子傳輸層用材偏貴和熱穩(wěn)定性差。
目前,鈣鈦礦單結(jié)電池理論極限效率超過30%,疊層模式下可達40%以上,相比于晶硅電池效率提升空間大。
第三,生產(chǎn)工藝流程短。鈣鈦礦對缺陷和雜質(zhì)不敏感。不像晶體硅電池由于對缺陷和雜質(zhì)相當敏感,需要高純度的半導(dǎo)體材料。鈣鈦礦可以通過較低純度的原材料合成,工藝窗口寬、原材料成本低。
在鈣鈦礦整個生產(chǎn)流程中,不同于晶硅路線要經(jīng)歷硅料、硅片、電池片、組件四個環(huán)節(jié)方可制備晶硅組件,而鈣鈦礦組件制備只需要單一工廠,且生產(chǎn)過程耗時較晶硅大幅縮短,能耗也大為降低。
根據(jù)協(xié)鑫光電的數(shù)據(jù),鈣鈦礦原材料經(jīng)過加工后直接成組件,沒有傳統(tǒng)的“電池片”工序,大大縮短制程耗時,單位制程耗時僅需約45分鐘。從單GW產(chǎn)能投資額來看,與晶硅電池相比,硅料+硅片+PERC 電池+組件合計需要約10億元投資,而目前的鈣鈦礦10MW中試線投資額為0.7-0.8億元,達到量產(chǎn)成熟度之后,單GW產(chǎn)能僅需5 億元投資額,約晶硅電池單GW產(chǎn)能投資額的二分之一。
在鈣鈦礦電池的生產(chǎn)中,鍍膜、刻蝕、封裝是三大核心工藝環(huán)節(jié):
鍍膜:鈣鈦礦的制備工藝與其他薄膜電池類似,需要通過溶液涂布法、溶液噴涂法、氣相沉積法等方式,制備高純度、缺陷少、高覆蓋率、致密的鈣鈦礦層薄膜與傳輸薄膜,以改善不同層結(jié)構(gòu)之間的電學接觸,減少傳輸過程中的損耗,實現(xiàn)高的電池轉(zhuǎn)換效率。
刻蝕:通過多道激光刻蝕,可以構(gòu)建鈣鈦礦電池中的電路結(jié)構(gòu),把多個鈣鈦礦電池串聯(lián)成組件。
封裝:目前的封裝技術(shù)采用了類似晶硅的技術(shù),主要是替換掉原本晶硅用的EVA膠膜,因為EVA是聚醋酸乙烯酯,它的聚合不可能100%完成,里面一定會存在醋酸的殘基,而醋酸會跟胺類反應(yīng)成氨基酸,所以從原理上EVA不可用在鈣鈦礦,鈣鈦礦主要用POE材料。
從生產(chǎn)角度來說,鈣鈦礦大幅降低了生產(chǎn)復(fù)雜度和投資成本。浙商證券援引纖納光電、協(xié)鑫納米、牛津光伏等三家公司公布的數(shù)據(jù)分析,目前其鈣鈦礦電池的生產(chǎn)成本在0.4美元/W以下,擴大至GW級產(chǎn)線后,成本可降至0.1美元/W或更低。對比已經(jīng)商業(yè)化的單晶硅組件來看,垂直一體化廠商的單晶硅組件,最優(yōu)內(nèi)部生產(chǎn)成本目前約為0.21-0.22美元/W。鈣鈦礦電池比單晶硅電池擁有成本優(yōu)勢。
03 鈣鈦礦的3個劣勢及可能的解決辦法
當然,很難有一種材料是十全十美的,說了這么多鈣鈦礦的優(yōu)勢,但它依然還沒有進入大眾視野,主要就是被一些問題制約著。
總體來說,鈣鈦礦的劣勢主要是穩(wěn)定性不足、含鉛(造成環(huán)境污染),以及大面積制備中的一些工藝不成熟。
第一,穩(wěn)定性問題一直是鈣鈦礦的致命問題,如果這個問題不解決,鈣鈦礦很難真正應(yīng)用起來。
如果從原理層面來看,由于鈣鈦礦材料屬于離子晶體,晶體穩(wěn)定性不如晶硅。在鈣鈦礦類化合物的組成中,A、B陽離子與X陰離子通過離子鍵結(jié)合,這種結(jié)構(gòu)很容易溶于水。而晶硅的晶體結(jié)構(gòu)屬于金剛石結(jié)構(gòu),每個硅原子都與四周的原子形成四根共價鍵連接,晶體穩(wěn)定性極高、硬度大、熔點高。
并且有機-無機雜化鈣鈦礦材料具有明顯的離子特性,還容易發(fā)生離子遷移。即帶電離子(主要為A有機陽離子與X鹵素陰離子)在晶體中移動,可以導(dǎo)致點缺陷或雜質(zhì)的聚集,改變薄膜的電學性質(zhì)。
這些問題會導(dǎo)致鈣鈦礦電池比較脆弱,可能存在不耐高溫、不耐光照、易水解、易氧化等問題,最早期的鈣鈦礦電池甚至只能持續(xù)幾分鐘。如果一塊鈣鈦礦電池只能用一、兩年,效率就下降20%,那就毫無經(jīng)濟性可言。
由于鈣鈦礦材料本身的可設(shè)計性,研發(fā)人員也提出了各種方案來解決這個問題。
根據(jù)中信建投分析,針對熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,研發(fā)出了全無機鈣鈦礦材料;針對水和高濕度不穩(wěn)定性,引進了長鏈有機分子,發(fā)展了二維鈣鈦礦材料等;常用的鋰鹽摻雜的Spiro空穴傳輸層的穩(wěn)定性,比鈣鈦礦層還要低,因此提出了采用高穩(wěn)定的無機材料替代有機功能層材料的解決方案;為應(yīng)對擴散和離子遷移,提出了發(fā)展表面阻擋層、封裝、“零維”鈣鈦礦材料等方案。
目前,已有多家公司的鈣鈦礦電池產(chǎn)品通過了IEC 61215的雙85測試——在85攝氏度和85%相對濕度下連續(xù)工作1000小時的測試,這是業(yè)內(nèi)著名的針對晶硅電池的嚴格測試。
因為電池如果處在這樣高溫高濕的環(huán)境,水汽就會快速侵入,非??简炿姵氐姆庋b性能。當下主要采用的是雙玻的封裝結(jié)構(gòu),兩片玻璃之間采用POE或PVB材料,邊緣用丁基熱熔膠密封,這個結(jié)構(gòu)還是比較可靠的。
當然,目前鈣鈦礦還處于早期,還缺乏足夠多的示范電站數(shù)據(jù)作支撐,僅靠測試標準,依然有限。比如有市場觀點就會認為,把原來對晶硅的測試標準放到鈣鈦礦上,也許有很多不適用的地方,或是會產(chǎn)生新問題。但目前行業(yè)里也沒有針對鈣鈦礦的新測試標準。最終的檢驗一定還是靠大規(guī)模鋪開實際驗證的電站,由這些電站給出的數(shù)據(jù)才有說服力,才會真正見分曉。
第二,是含鉛的問題。在鈣鈦礦的組成結(jié)構(gòu)中,目前來看鉛對于高性能鈣鈦礦是必要的,因為目前還沒有發(fā)現(xiàn)任何一個不含鉛的方法,能讓效率超過20%。如果尋找替代元素,錫基鈣鈦礦可以做到16%左右的效率,但還不太成熟。
不過值得注意的是,晶硅體系的光伏電池也不是沒有鉛。雖然硅片不含鉛,但晶硅電池的焊帶是銅箔涂鉛的,每一個標準尺寸的晶硅組件中大概有18克左右的鉛。相比之下同樣尺寸的鈣鈦礦組件,含鉛量不超過2克,僅為晶硅的1/10。
根據(jù)RoHS標準,晶硅組件中的鉛含量不能超過0.1%,就符合標準,而鈣鈦礦組件中的鉛含量不足0.01%。不過,也有學者認為,晶硅電池組件里的鉛,主要是金屬鉛,它會變成氧化鉛,在水里的溶解度不大(但也有反對觀點認為這些鉛遇到潮濕環(huán)境,會源源不斷析出來變成水溶性的鉛)。鈣鈦礦里的鉛是碘化鉛(PbI2),在水里會有一定的溶解度,所以對環(huán)境的影響不太一樣。
借鑒歷史,光伏行業(yè)的碲化鎘薄膜電池中的鎘,也是有毒的,但美國依然支持這個行業(yè),主要因為碲化鎘不是水溶的,毒性固體肯定比液體、氣體要危害性小。
不過鈣鈦礦的技術(shù)還處于快速進步期,這個問題有待從各個角度思考解決方案,比如新材料體系出現(xiàn)、更好的封裝技術(shù)、更好的回收技術(shù)等等。
第三,是大面積制備的問題。鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率,往往隨面積增大而衰減嚴重,其原因就在于大面積制備時,面積厚度比極大,膜質(zhì)量(平整度、致密性等) 難以保證效率衰減。比如當單結(jié)鈣鈦礦電池的面積,從實驗室的0.1平方厘米增加到約10平方厘米時,效率會從25.5%下降至19.6%。
在實驗室里制備的高效率鈣鈦礦電池,基本都是在1平方厘米以下的小面積薄膜,大多使用旋涂法制備,這個工藝的轉(zhuǎn)速很高,難以沉積大面積、連續(xù)的鈣鈦礦薄膜,所以在商業(yè)化上并不可行。
在大面積生產(chǎn)中,取而代之的是狹縫涂布法。狹縫涂布并非新技術(shù),關(guān)鍵還在于工藝改良。
狹縫涂布工藝早在平板顯示面板、鋰電池極片等領(lǐng)域就有應(yīng)用,在平板顯示面板的柔性O(shè)LED中,結(jié)構(gòu)和鈣鈦礦組件最為接近。它的工作原理是,把涂布液在一定壓力、一定流量下,沿著涂布模具的縫隙擠壓噴出,從而轉(zhuǎn)移到基材上。
在鈣鈦礦電池的大面積生產(chǎn)中,核心是要把膜層做到實驗室級別的均勻效果,而且尺寸放大后,容易形成凹凸不平的表面、內(nèi)部含氣泡等問題,這些都是產(chǎn)業(yè)界積極突破的方向。
此外,涂布本身其實還不是最核心的,目前最大的難點在于,如何把涂出來比較均勻的膜,通過結(jié)晶控制,從而得到最終的高質(zhì)量干膜。
這個結(jié)晶過程,是鈣鈦礦生產(chǎn)所獨有的。結(jié)晶過程需要足夠好的均勻度,并且在連續(xù)生產(chǎn)中,重現(xiàn)性也要更好,要想在大組件上獲得時間和空間上的高度一致性,這里面的難度可想而知。并且產(chǎn)業(yè)界對此普遍缺乏經(jīng)驗,因為在別的行業(yè)里沒有相關(guān)應(yīng)用,幾乎是專門為鈣鈦礦而開發(fā)的。
目前一些核心公司正在從設(shè)備和工藝層面進行特殊設(shè)計,包括改進材料本身的配方,這算是當下“卡脖子”的待突破方向。
綜合來說,這三大問題是制約鈣鈦礦發(fā)展的核心因素,也是產(chǎn)業(yè)界不斷突破的方向。今年以來,不斷有積極信號出現(xiàn),多個鈣鈦礦大尺寸中試線項目落地,產(chǎn)業(yè)化在加速。
按協(xié)鑫光電的目標,是到2023年年底,實現(xiàn)18%的組件效率,這里需要澄清的是像TOPCon、PERC等在提光電轉(zhuǎn)換效率的時候,往往是指電池的效率,而這里指的是組件效率。從單節(jié)鈣鈦礦電池組件的角度來看,在實現(xiàn)18%之后,可能有機會在之后的一、兩年內(nèi)升到20%,然后再用一、兩年的時間上到22%左右。
如果五年之內(nèi)鈣鈦礦能實現(xiàn)這些,那與晶硅相比,鈣鈦礦的成本優(yōu)勢就會變得很有價值,會直接體現(xiàn)在電站投資回報率上。
在2022年2月,全球第一個鈣鈦礦地面光伏電站,在浙江衢州市開建,它的裝機容量有12兆瓦,相當于一個小型水電站。這個項目的效果如何,將標志著鈣鈦礦的商業(yè)化在短期內(nèi)是否會加速。
過去10多年里,鈣鈦礦一直是學術(shù)界的熱點議題,但不是產(chǎn)業(yè)界的。雖然鈣鈦礦的眾多優(yōu)勢被大家期待,但實打?qū)嵉睦щy也就擺在眼前。
由于鈣鈦礦材料很薄,用在建筑表面(BIPV,光伏建筑一體化),甚至用在電動車的玻璃頂,都是很好的材料選擇。
比如荷蘭電動汽車初創(chuàng)公司Lightyear,在今年6月發(fā)布了世界上首款可量產(chǎn)的太陽能汽車。Lightyear 0是一款家庭轎車,添加了5平方米的太陽能電池板,每天最多可增加約70公里的行駛里程。
如果未來鈣鈦礦材料成熟,除了替代晶硅的光伏電站,在建筑表面、電動車玻璃頂,都是非常好的應(yīng)用場景,不過柔性電池還需要在封裝材料上有所革新。
從光伏的發(fā)展歷史來看,一款太陽電池究竟在商業(yè)上有沒有前景,不僅僅是光電轉(zhuǎn)換效率或是制備成本,而是要看全生命周期的平準化電能成本(LCOE,Levelized Cost of Energy)。也就是在全生命周期的時間里,光伏系統(tǒng)發(fā)的每一度電的成本是多少,這個成本里包含組件成本、系統(tǒng)平衡成本,也包含維護成本等等很多方面。
留給鈣鈦礦的時間并不多,雖然鈣鈦礦有著巨大的低組件成本優(yōu)勢,但是目前的轉(zhuǎn)化效率還需要提升、穩(wěn)定性還需要增強,最終才能在LCOE層面與晶硅技術(shù)競爭,否則市場會缺乏驅(qū)動力來用一款全新技術(shù),而晶硅的TOPCon、HJT、IBC等技術(shù)也在迅猛發(fā)展,如果不能及時超越,會面臨技術(shù)鎖定的風險。
盡管鈣鈦礦是新興光伏技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,但鈣鈦礦需要瞄準的目標,不是現(xiàn)在的晶硅電池,而是5年后的晶硅。只有這樣,鈣鈦礦才能成為一支有競爭力的技術(shù)力量,形成替代晶硅的趨勢方向。
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參考資料
1. 《馴服太陽—太陽能領(lǐng)域正在爆發(fā)的新能源革命》,瓦倫·西瓦拉姆(Varun Sivaram)
2. 中信建投:鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性如何了?
3. 天風證券:鈣鈦礦電池及設(shè)備市場空間幾何?
4. 民生證券:鈣鈦礦電池的潛力
5. 浙商證券:鈣鈦礦,下一代光伏新勢力,漸成崛起之勢
6. 中信建投:鈣鈦礦,道阻且長,行則將至
7. 國泰君安:把握新技術(shù)趨勢,聚焦鈣鈦礦電池
8. 東方財富:光伏行業(yè)專題研究:鈣鈦礦電池:“黑科技”見曙光
9. 銀河證券:鈣鈦礦-顛覆者or賦能者?
10. 中泰證券:差異化競爭,奠定產(chǎn)業(yè)化廣闊前景
11. 能鏡:攪局者鈣鈦礦