高“光”時刻又到來,鈣鈦礦電池潛力如何?

  7月21日,光伏板塊又迎來結構性行情,鈣鈦礦電池板塊大漲。京山輕機、杭蕭鋼構漲停,傑普特報、捷佳偉創、東方日升跟漲。

  鈣鈦礦電池作為下一代光伏新勢力究竟有何潛力?光伏板塊目前和鋰電池板塊一樣有着上游材料緊缺的問題,新一代電池是否能緩解現狀?本文將重點解析以上問題。

  最具潛力的下一代光電材料之一,量產問題還待突破

高“光”時刻又到來,鈣鈦礦電池潛力如何?

  鈣鈦礦是一種分子通式為ABX3的晶體材料,呈八面體形狀,光電轉換效率高,在光伏、LED等領域應用廣泛。鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)是利用鈣鈦礦結構材料作為吸光材料的太陽能電池,屬於第三代高效薄膜電池的代表,具有高效率、低成本、高柔性等優勢。鈣鈦礦太陽能電池還可通過與HJT疊層進一步提升光電轉換效率,是未來產業化的重點發展方向。

  鈣鈦礦太陽能電池的穩定性是制約其產業化的重要因素。鈣鈦礦太陽能電池在效率和成本方面都優於晶硅電池,但其主要缺點是壽命短(穩定性差)。目前,鈣鈦礦太陽能電池的T80壽命約為4000小時,其效率僅為初始值的80%,與目前主流光伏技術25年壽命相差甚遠。鈣鈦礦太陽能電池不穩定的原因主要有:吸濕性、熱不穩定性、離子遷移等,以及外部因素如紫外線、光照等。

  鈣鈦礦電池的量產還有許多其他難題。目前 PSCs 大面積模塊的效率仍遠低於小面積,是制約產業化的另一難題;高質量均勻大面積薄膜的製備方法有待突破;含鉛鈣鈦礦存在環境污染風險,也是產業化待解決的問題。

  然而,在我國新能源政策推動下,這些難題正被一一突破。

  鈣鈦礦太陽能電池主要採用塗布工藝和 PVD工藝,生產流程大大簡化,目前正處於設備工藝驗證階段。產學研結合,我國鈣鈦礦產業在世界範圍內蓬勃發展。學術上,國內鈣鈦礦太陽能電池研發團隊齊心協力,探索出最具競爭力、性價比最高的技術路線,全球專利申請量高達68%;產業方面,國內鈣鈦礦設備廠商訂單先行,部分訂單已成功交付,國內鈣鈦礦太陽能電池生產廠商效率不斷突破,融資順利,已紛紛佈局中試線。

  硅料緊缺問題暫時難解,鈣鈦礦或將取代晶硅

  在2022年光伏產業鏈供應論壇中,中國光伏行業協會名譽理事長王勃華表示,通過對各省裝機規劃瞭解看,樂觀預計光伏市場或將開啓加速模式,並將今年新增裝機預測調高10GW,預計全年實現85-100GW。據統計,截至目前已有25省市自治區明確“十四五”期間風光裝機規劃,其中光伏新增裝機規模超392.16GW,未來四年新增344.48GW。全球市場方面,預計今年新增裝機205-250GW。

  然而,高景氣度下光伏行業下游卻“苦不堪言”。英大證券預計三季度,硅料價格仍將比較強勢,四季度後或可好轉。隨着硅料價格上漲,硅片、電池片企業相繼提價,對下游短期需求形成壓制。據智匯光伏統計,5月底以來,主流組件價格上漲到1.95元/W以上,國內運營商對組件價格接受度降低,6月份的組件招標量降至年內最低。

  目前部分國內電站企業針對此輪價格上漲已考慮項目暫停,下游二三線組件傳出減產計劃。面對供應鏈價格持續上漲,目前工信部已牽頭有關部門協調該問題,目前正在進展中。英大證券認為當前組件價格帶來的壓力是短期現象,四季度之後硅料供應吃緊的狀況有望緩解,並且海外市場價格接受度較高,出口訂單較多,目前組價價格問題暫時不影響行業景氣度。

  而鈣鈦礦電池大概率是產業破局的關鍵。《Rethink Energy 》預測,2025年開始,光伏裝機的增長將受到傳統組件市場的供應限制,而從長遠來看,鈣鈦礦有可能將光伏成本降低80%,加上其無可比擬的高效率, 在2030年 ,鈣鈦礦將超過全球市場的29% 。

  鈣鈦礦還將創造一系列全新的技術,包括構建集成光伏系統(BIPV) - 在窗户上、建築物側面以及各種設備上,而不是傳統的光伏應用場景。製造及使用方式上,可以更容易且廉價地進行更換,生產更像是印刷過程而不是組件製造廠。

  國內鈣鈦礦電池產業鏈企業佈局推進,未來可期.在設備方面,國內設備企業和下游太陽能電池企業聯合開展鈣鈦礦疊層電池技術開發戰略合作;與此同時,其他設備企業也在研發 RPD設備,獲得了中試生產訂單,後續還會深入研發和推進整條生產線。

  除設備端外,國內光伏企業(如通威股份、東方日升)、寧德時代、聆達股份等非光伏企業紛紛佈局鈣鈦礦電池項目;同時,協鑫光電也成為鈣鈦礦太陽能電池組件發展速度最快的企業之一。今年二月,全球首座鈣鈦礦光伏地面電站由纖納光電提供,裝機規模為12兆瓦。國內企業紛紛佈局鈣鈦礦,試圖在鈣鈦礦電池領域搶佔先機。

  民生證券建議關注在電池片電池技術上領先佈局的設備公司。如邁為股份、帝爾激光、京山輕機、捷佳偉創等光伏設備企業等。

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