鈣鈦礦電池企業(yè)協(xié)鑫光電獲數(shù)億元B輪融資，用于完善100MW鈣鈦礦生產(chǎn)線和工藝

白交 2022-05-13 17:30:30 來源：量子位

最近，鈣鈦礦光伏技術(shù)企業(yè)協(xié)鑫光電宣布完成數(shù)億元人民幣B輪融資，由國內(nèi)某知名機構(gòu)領(lǐng)投。此次融資將用于進一步完善公司100MW鈣鈦礦生產(chǎn)線和工藝。

在學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界共同努力下，鈣鈦礦太陽能電池當(dāng)前在穩(wěn)定性、效率等方面已獲得與晶硅電池同等或更佳的效果。

協(xié)鑫光電作為目前最大尺寸鈣鈦礦電池記錄的保持者，正致力于開發(fā)1m×2m大尺寸鈣鈦礦組件，在度電成本比晶硅更低的情況下，開啟鈣鈦礦電池的商業(yè)化量產(chǎn)。

鈣鈦礦量產(chǎn)電池實際效能將超過晶硅

隨著全球能源轉(zhuǎn)型加速推進，以風(fēng)光為主的可再生能源電力持續(xù)增長，其中光伏現(xiàn)已成為全球最具競爭力的發(fā)電產(chǎn)品。

據(jù)《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2021）》，晶硅太陽能電池中轉(zhuǎn)換效率最高的 p 型單晶電池已將效率提升至2021年的23.2%，對應(yīng)組件效率約在20%區(qū)間。同時，光伏已實現(xiàn)度電成本趨近或低于火電（2021年光伏最低中標價低至0.1476元/kWh，火電價格因燃料價格波動從0.1-0.4元/kWh不等，基于20年長期煤價平均為0.189元/kWh）。

鈣鈦礦電池因其轉(zhuǎn)化效率上限更高，度電成本更低，成為目前公認的下一代光伏電池技術(shù)。在國家能源局、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，高效鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)、高效低成本光伏電池技術(shù)均被列為先進可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)的重點任務(wù)。

△1m×2m鈣鈦礦組件

在鈣鈦礦電池領(lǐng)域，協(xié)鑫光電于2019年完成了尺寸為45cm×65cm的鈣鈦礦組件效率認證，經(jīng)全球最權(quán)威的光伏組件商業(yè)認證機構(gòu)TüV?Rheinland認證，效率達15.31%（現(xiàn)已經(jīng)提升至17%），是目前為止全球面積最大、組件效率認證最高的鈣鈦礦組件。

協(xié)鑫光電也成為全球唯一一家取得鈣鈦礦組件實用化產(chǎn)品商業(yè)認證的企業(yè)。

目前，協(xié)鑫光電生產(chǎn)的尺寸為1m×2m的全球最大尺寸鈣鈦礦組件已經(jīng)下線，投建的全球首條100MW量產(chǎn)線已在昆山完成廠房和主要硬件建設(shè)，計劃2022年投入量產(chǎn)。預(yù)計在工藝和產(chǎn)能穩(wěn)定后，量產(chǎn)組件產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)化效率將超過18%。

考慮到晶硅電池工作溫度每上升1度，效率將下降0.3%，鈣鈦礦電池則保持不變，該組件產(chǎn)品已經(jīng)與主流PERC組件效率相差不大，同時又有更好的弱光效應(yīng)，可導(dǎo)致更好的實際發(fā)電量，成本有望降低到晶硅產(chǎn)品的70%。

未來，鈣鈦礦組件的效率預(yù)計將進一步提升至25%以上。協(xié)鑫光電認為，鈣鈦礦組件在發(fā)電量和度電成本上即將超過當(dāng)前主流的晶硅組件，下一代光伏電池已達到大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用的臨界點。

從理論效率上看，新式鈣鈦光伏電池的單層理論效率可達33%；鈣鈦礦疊層電池，包括晶硅/鈣鈦礦的雙節(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達43%，鈣鈦礦三節(jié)層電池理論效率可達50%以上。其亦認為，光電轉(zhuǎn)換效率高，制作工藝簡單，生產(chǎn)成本和材料成本低，是鈣鈦礦電池的顯著優(yōu)勢。

進化速度快，鈣鈦礦“可升級”潛力驚人

鈣鈦礦作為有機光伏電池第一次出現(xiàn)是在2009年，由于鈣鈦礦在配方上的“可升級”特點，鈣鈦礦技術(shù)的迭代速度遠超以往的光伏電池技術(shù)。

數(shù)據(jù)顯示，從13%到26%的光電轉(zhuǎn)換效率（實驗室），晶硅電池用了超過40年，而鈣鈦礦只用了10年。此外，鈣鈦礦早期出現(xiàn)過的穩(wěn)定性等問題也已經(jīng)被學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界解決。

2019年上海交通大學(xué)的科學(xué)家在Science上發(fā)表論文指出，其已經(jīng)設(shè)計出60攝氏度條件下連續(xù)工作1000小時，仍保持90%初始效率的鈣鈦礦電池，2021年學(xué)界進一步將這一指標推升至2000小時。

在產(chǎn)業(yè)界，鈣鈦礦產(chǎn)品已經(jīng)能通過基于晶硅標準的穩(wěn)定性測試。以協(xié)鑫光電的100MW量產(chǎn)線為例，預(yù)計下線產(chǎn)品的使用壽命將超過25年。

協(xié)鑫光電創(chuàng)始人、CEO范斌提到，鈣鈦礦技術(shù)一方面有更高的效率天花板，一方面因為低溫、溶液加工的工藝，在成本、尺寸極限上都有優(yōu)勢；同時鈣鈦礦技術(shù)最大的特點是可以不斷實現(xiàn)升級，比如通過配方優(yōu)化、封裝工藝提升，目前產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)將鈣鈦礦電池穩(wěn)定性提升到晶硅同等水平。

在大尺寸方面，目前協(xié)鑫光電仍然是這一領(lǐng)域的紀錄保持者。范斌指出，大尺寸鈣鈦礦電池一個系統(tǒng)工程，需解決大面積鍍膜、大面積激光刻畫、封裝等問題，也需要重新設(shè)計和制造對應(yīng)的設(shè)備、篩選和開發(fā)材料并不斷測試，這是在時間和路徑上都無法跳過的技術(shù)壁壘。

（北京冬奧會期間運行的全球首個鈣鈦礦光伏建筑項目，坐落于張家口，外墻采用協(xié)鑫光電1m×2m大尺寸鈣鈦礦組件搭建。）

依托全球唯一完備的、基于晶硅的產(chǎn)業(yè)鏈，中國光伏產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了全球領(lǐng)先，在硅料、硅片、電池、膠膜、玻璃等各個環(huán)節(jié)占據(jù)主導(dǎo)地位。中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，中國光伏組件生產(chǎn)量從2006年開始持續(xù)保持全球第一。

這一競爭格局使得日本以及歐美大舉投資開發(fā)基于鈣鈦礦的下一代光伏技術(shù)，從最近兩年的融資情況看，歐美鈣鈦礦初創(chuàng)企業(yè)呈現(xiàn)出多點開花的局面。