光伏电池技术正处于新旧迭代的关键期,第三代钙钛矿电池受到市场的热捧,甚至被称为颠覆光伏行业的下一代电池。尤其是在双碳背景下,光伏发电一直在追求一种效率更高成本更低的技术。作为一种人工合成的离子晶体(由甲胺、甲脒等与铅、碘、溴组成的AMX3形八面体结构材料),钙钛矿最主要的优点就在于其高效率。钙钛矿的理论极限效率是33%,目前实验室可以做到25.8%的转换效率(工程极限效率)。按照推算,在大面积组件,例如2平方米上,可望达到22.2%的效率(组件工程极限效率)。同时,钙钛矿还具有更高的户外发电量这一优势。理论上,当钙钛矿的组件工程效率达到17%且组件成本为1.3/W,使用寿命为25年时,度电成本可以与目前的晶硅电池持平。
但钙钛矿要产业化,仍面临着两大难题:一 组件的长期性和稳定性;二 平米级制造工艺的突破。短期内面对钙钛矿电池组件容易衰减,产品寿命远弱于晶硅电池的缺点,业界的探索方式是采用钙钛矿-HJT叠层电池结构。在学术界,通过组分调控、钝化技术等,电芯的稳定性大幅提升,已经可以实现1万小时以上的稳定运行。随着规模化应用的展开,到2025年,对于钙钛矿稳定性的质疑声将逐渐消失。截至2022年末,国内已经有数家企业已开启100MW级以上大面积量产线中试,并乐观地将实现GW级组件产能目标定在了2024年-2026年之间。
钙钛矿电池制造企业(不完全统计)
协鑫光电、纤纳光电、极电光能、仁烁光能、曜能科技、光晶能源、无线光能、杭萧钢构、宝馨科技、宁德时代、隆基股份、天合光能、晶澳科技等。
钙钛矿电池制造非上市企业布局进展
公司 |
布局及进展 |
协鑫光电 |
·2023 100MW产线达产,组件效率达到18% ·2024 建设1GW产线,组件效率达到20% ·2025 建设5-10建设1GW产线,组件效率达到22% |
极电光能 |
·2023 全球首条1GW钙钛矿光伏生产线、100吨钙钛矿量子点生产线开工建设 ·2024 1GW钙钛矿光伏生产线投产,追加2GW产能 ·2025 追加3GW产能,组件产品效率(0.72-3平方米)达到21% |
仁烁光能 |
·2023 150MW大面积钙钛矿组件量产线投产 ·2024 GW线启动建设 |
纤纳光电 |
·百兆瓦级钙钛矿规模化产线投产,首批组件已经出货 |
万度光能 |
·200MW钙钛矿光伏组件大试线示范(研发)及GW级钙钛矿光伏组件全自动生产线建设中 |
ICC鑫椤资讯将于2023年9月20日-22日(9月20日报到)在上海举办“2023中国国际新能源产业及新型材料体系发展高峰论坛/展览会 ”,本次峰会将设有新型电池分论坛,涵盖钠电池、固态/半固态电池及钙钛矿电池,进一步推进国内外新能源电池领域的技术升级与改造,加强学术研究、工艺实践、设备应用、产业化建设等诸方面的交流。
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