隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,與之相關(guān)的新能源材料也逐步走進(jìn)人們的視野,近日科技部、發(fā)改委、工信部,生態(tài)環(huán)境部等九個(gè)部門共同研究制定并發(fā)布了《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030)》(以下簡(jiǎn)稱《方案》)。
《方案》明確指出,支持研發(fā)高效硅基光伏電池、高效穩(wěn)定鈣鈦礦電池等技術(shù)。鈣鈦礦被產(chǎn)業(yè)認(rèn)為是極具潛力的下一代光伏材料,全球在鈣鈦礦光伏技術(shù)的的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中齊頭并進(jìn),中國(guó)目前在晶硅全產(chǎn)業(yè)鏈的材料、裝備、產(chǎn)品制造和系統(tǒng)集成應(yīng)用等細(xì)分領(lǐng)域均處于世界領(lǐng)先地位。
鈣鈦礦指一大類化合物,具有與礦物鈣鈦氧化物相同晶體結(jié)構(gòu),其化學(xué)成分簡(jiǎn)寫為AMX3,其中A通常代表有機(jī)分子,M代表金屬(如鉛或錫),X代表鹵素(如碘或氯)。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,是采用具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光層材料的電池,多用作太陽(yáng)能電池,屬于第三代太陽(yáng)能電池。
鈣鈦礦電池的優(yōu)勢(shì)
成本低,光電轉(zhuǎn)換率高。就目前的技術(shù)水平看,鈣鈦礦單結(jié)電池效率已超過(guò)25%,基于鈣鈦礦的多結(jié)疊層電池效率已超過(guò)30%。
此外,鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,制造工藝流傳短、生產(chǎn)能耗低。據(jù)信息披露,100兆瓦的單一工廠,從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進(jìn)入,到組件成型,總共只需45分鐘。
開(kāi)發(fā)速度快。鈣鈦礦用十年時(shí)間就走完了晶硅半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展道路。
當(dāng)然,鈣鈦礦電池也有其缺點(diǎn):
第一,尺寸小。轉(zhuǎn)換效率較高的鈣鈦礦電池其尺寸均為實(shí)驗(yàn)室級(jí)別,未達(dá)到商業(yè)化尺寸。
第二,穩(wěn)定性差。氧氣氧化、光輻照、紫外線等都會(huì)對(duì)鈣鈦礦電池穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。
第三,壽命相對(duì)較短。目前,鈣鈦礦電池壽命不長(zhǎng),其最高壽命為3000小時(shí),但晶硅電池壽命為25年。
鈣鈦礦在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中可能占據(jù)重要地位,這使得國(guó)內(nèi)的資本提前開(kāi)始布局,目前,國(guó)內(nèi)有20多家企業(yè)在鈣鈦礦方面布局。具體來(lái)看,京山輕機(jī)、捷佳偉創(chuàng)、杰普特、協(xié)鑫集團(tuán)、邁為股份、帝爾激光、隆基綠能等企業(yè)占據(jù)“一席之地”,并且其布局主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈上游材料及中游電池及設(shè)備等領(lǐng)域。
據(jù)PV-Tech不完全統(tǒng)計(jì),2021年共有17家企業(yè)參與鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)的投資/融資,共計(jì)6項(xiàng)投資項(xiàng)目,總投資/融資金額超85億元。資本對(duì)這一賽道的看好也從側(cè)面展現(xiàn)了鈣鈦礦的發(fā)展?jié)摿Α?br />
隨著目前光伏市場(chǎng)主流技術(shù)PERC效率逐步接近天花板,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為下一代光伏新勢(shì)力,光電轉(zhuǎn)換效率持續(xù)提升,將成為光伏廠商未來(lái)布局的重頭戲。
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