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新型電池受追捧凸顯“技術為王”

   2023-02-13 南方能源觀察潘秋杏5920
核心提示:當前晶硅太陽能電池發展越來越成熟,其轉換效率逐漸逼近天花板,作為儲備技術的鈣鈦礦太陽能電池逐步得到重視。1月17日,工業和信息化部等六部門發布《關于推動能源電子產業發展的指導意見》。其中提到支持高效低成本晶硅電池生產,推動N型高效電池、柔性薄膜

當前晶硅太陽能電池發展越來越成熟,其轉換效率逐漸逼近天花板,作為儲備技術的鈣鈦礦太陽能電池逐步得到重視。

1月17日,工業和信息化部等六部門發布《關于推動能源電子產業發展的指導意見》。其中提到支持高效低成本晶硅電池生產,推動N型高效電池、柔性薄膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用,提升規模化量產能力。

國內新能源產業鏈中已經有多家公司布局鈣鈦礦,如隆基、通威、寧德時代、協鑫、晶科等企業。華能集團、三峽集團也積極參與鈣鈦礦布局。還有一些企業跨界涉足,如乳品企業皇氏集團、汽車零部件制造企業奧聯電子。

降本增效是光伏行業近年發展主線,太陽能電池轉換效率與度電成本緊密相關。鈣鈦礦太陽能電池的理論光電轉換效率高達33%,高于傳統晶硅太陽能電池;采用疊層技術后,其光電轉換效率更是有望突破45%。而傳統晶硅太陽能電池的理論極限轉換效率不到30%。

鈣鈦礦太陽能電池的原材料為基礎化工材料,對純度要求沒有晶硅電池高,工藝成本也更低。近兩年,硅料緊缺問題一度制約光伏產業。有觀點認為,鈣鈦礦電池有望破解產業發展難題。

近年來,鈣鈦礦電池轉換效率不斷提升。2009年,日本科學家首次用鈣鈦礦太陽能電池發電,當時轉換效率只有3.8%。2019年,實驗室轉換效率就突破了25%。中金公司研報總結認為,鈣鈦礦僅用了十年時間就實現了晶硅太陽能電池用六十多年時間才完成的由技術誕生到實驗室轉換效率突破25%的提升。

中金公司預計,2023年鈣鈦礦電池行業中試線擴產規模或達1000—1200MW,同比2022年的350MW增長接近兩倍。招商證券數據顯示,2023年鈣鈦礦行業規模有望達到GW級別,到2024—2025年,多家企業GW級產線將陸續落地。申萬宏源證券預計,2026年鈣鈦礦組件產能有望達到37GW。

總體來看,在實驗室和理論層面,鈣鈦礦電池高效率、低成本潛力已經得到認可。但目前鈣鈦礦電池尚處于產業化的初期階段,其穩定性較差、壽命短于晶硅電池,且大尺寸的效率較實驗室的小尺寸要低,還需技術突破。

當前,各大機構正在努力解決鈣鈦礦電池的穩定性及大尺寸效率問題。近期,德國柏林亥姆霍茲中心的科學家為鈣鈦礦材料開發了一種添加劑,該添加劑可以起到“緩沖”的作用,減弱鈣鈦礦晶體受溫度的影響,減緩其效率衰減、損壞。該技術被視為在鈣鈦礦電池穩定性研究中取得的“里程碑式進展”。

值得一提的是,鈣鈦礦和晶硅的組合也可以突破晶硅電池的效率極限。近日,經中國計量院第三方測試認證,北京曜能科技有限公司自主研發的小面積鈣鈦礦/晶硅兩端疊層電池穩態輸出效率達到32.44%,刷新國內轉換效率紀錄。

未來,隨著新的解決方案不斷涌現,技術越來越成熟,市場競爭或將加劇。企業一旦在革命性技術上獲得突破,就可以奠定行業競爭優勢。


 
標簽: 鈣鈦礦 電池 晶體
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