继今年上半年完成由腾讯创业领投的B轮融资后,近日协鑫科技(03800.HK)旗下昆山协鑫光电材料有限公司(下称协鑫光电)完成了5亿元人民币B+轮融资,本轮融资由淡马锡投资、红杉中国、IDG资本三家联合领投,川流投资等机构跟投,大股东协鑫科技持续加码。
钙钛矿电池制备工艺相较传统晶硅电池流程更短、能耗更低,有着明显的成本优势,这是其受到市场追捧的重要原因。天风证券的一项预测显示,今年钙钛矿组件产能预计为0.87GW,到了2026年,这一数字将达到24GW,其中BIPV用钙钛矿电池约15GW;事实上,BIPV幕墙也被视作钙钛矿的重点应用方向。
目标18%转换效率
2021年9月,协鑫光电建成了全球首条100MW钙钛矿量产线,组件尺寸1m×2m。目前协鑫光电的100MW产线处于工艺开发和设备改造阶段,下线组件效率已实现稳步提升,预计今年年底可突破16%,2023年底实现18%以上的转换效率,有望成为全球首条跑通量产的100MW产线。
钙钛矿太阳能电池因其转化效率高、迭代速度快、工艺流程短、原料成本低、低能耗等优势,被认为是未来最有前景的太阳能电池技术之一。据悉,协鑫光电本轮融资将用于完善100MW大尺寸钙钛矿组件产线的工艺和设备开发。
从当前光伏电池技术路线来看,晶硅路线是毫无疑问的主流,且正从P型向N型(HJT、TOPCon等)过渡,下一步能否摆脱对晶硅材料的依赖是业内关注的前沿话题,其中讨论最多的技术方向正是钙钛矿。
钙钛矿的转化效率是行业关注度最高的指标。目前,钙钛矿实验室单结转化率可达26%,理论效率可达33%,叠层理论上可到45%,远高于晶硅电池。但是,钙钛矿电池尚处于产业化早期,其配方、设备、工艺等仍处在不断迭代的阶段。
与此同时,大面积制备是钙钛矿量产面临的最大挑战之一。一方面,小尺寸组件经济性不足,钙钛矿组件要实现量产,需要把尺寸做大降低成本。然而,钙钛矿薄膜大面积制备面临不均匀性、电阻率升高等问题,转化效率会大幅下降,制造商必须针对材料配方、涂布、结晶、激光等多方面进行系统性的重新设计和调试,才能确保大面积制备下组件效率不受损耗。
因此,再高的理论转化效率都需要放在足够支撑商业化的大面积之上,才有实际产业意义。一旦大面积组件量产工艺发展成熟,钙钛矿电池将凭借更低的度电成本、更丰富的应用场景走出不同于晶硅的商业化路径。
从协鑫光电的情况来看,2019年,公司完成了45cm×65cm(2925cm2)大面积钙钛矿组件15.31%的效率认证。针对公司明年18%的达产效率目标,业内人士认为这对钙钛矿产业化来说意义重大。
“目前市面上1m×2m的晶硅组件实际效率为20%左右,因与晶硅组件的电路结构不同,同等效率的钙钛矿组件发电量平均比晶硅组件高5%。”上述人士判断说,如果协鑫光电100MW产线能够量产18%的大尺寸组件,结合钙钛矿组件更低的制造成本,公司的钙钛矿组件即可在光伏市场具备相当的竞争优势。
瞄准GW级产线
数据显示,钙钛矿组件制备全程最高工艺温度不超过150度,单位能耗仅为晶硅组件的十分之一,而单位产能投资仅为晶硅的一半左右。同时,钙钛矿光伏组件因其质量轻、厚度低、可弯曲、半透明等优良特性,应用场景较晶硅电池更为丰富,既可作为地面电站的光伏板,也可应用在BIPV幕墙、电动汽车等场景。
记者注意到,近期,多个钙钛矿企业发布了最新业务进展。杭萧钢构(600477)在本月初的调研中表示,在设备的定制采购上,公司9、10月份就与相关供应商完成了采购合同的签订,设备生产厂家也将按照既定的合同计划,于近期陆续交付设备,完成进场。在厂务改造能够顺利验收的情况下,公司预期最快应该会在农历春节前完成产线的全部铺设,并尝试第一轮的出片测试。
需要说明的是,杭萧钢构钙钛矿电池产线由旗下子公司合特光电运营,采用的是叠层电池,而非单结钙钛矿。合特光电计划2023年5月10日前实现高转化效率钙钛矿/晶硅薄膜叠层电池100MW中试线投产,电池转化效率达到28%以上。
近日,奥联电子(300585)公告称,将设立合资公司投资建设钙钛矿太阳能电池生产线。根据规划,拟设合资公司50MW钙钛矿中试线将于2023年投产,600MW钙钛矿装备和120MW钙钛矿电池组件生产线将于2024年投产,力争5年内形成8GW钙钛矿装备和2GW钙钛矿电池组件生产能力。
目前,多数钙钛矿企业并未上市,但今年以来进展频繁。除协鑫光电以外,光晶能源、仁烁光能等钙钛矿领域企业今年都获得了不同轮次的融资,宁德时代也已搭建钙钛矿中试线,天合光能等头部光伏企业虽然没有大规模宣传钙钛矿,但多数已布局了试验产线。
无锡极电光能科技有限公司近日宣布,公司投建的150MW钙钛矿光伏生产线正式投产运行,公司总投资超30亿元的GW级钙钛矿光伏生产线及配套产线将于明年启动建设,预计2026年产能将达到6GW。今年10月,金晶科技与纤纳光电签订战略合作协议,拟在钙钛矿用TCO系列玻璃领域建立战略合作关系。
记者注意到,在百兆瓦级产线逐渐成熟后,业内纷纷将目光瞄准GW级产线。协鑫科技表示,将持续在产业协同、场景验证、技术应用、资本合作等领域为协鑫光电提供全方位支持,助力协鑫光电大尺寸钙钛矿组件加速规模化商业化进程,早日实现GW级产线落地及投产。