技術(shù)突破關(guān)鍵期,業(yè)內(nèi)關(guān)于鈣鈦礦太陽能組件的效率競賽越來越膠著。
僅在本月內(nèi),就有多家企業(yè)公布了創(chuàng)出新高的效率數(shù)據(jù)。11月3日,隆基綠能宣布其晶硅-鈣鈦礦疊層電池效率達到33.9%;11月23日,協(xié)鑫光電宣布1x2㎡鈣鈦礦單結(jié)組件光電轉(zhuǎn)化效率達到18.04%;11月27日,極電光能表示,其研發(fā)的1.2×0.6㎡商用尺寸鈣鈦礦組件全面積效率達到18.2%。
11月30日,協(xié)鑫光電再發(fā)重磅消息,其研發(fā)的面積為279mm×370mm的鈣鈦礦疊層組件效率達到26.17%,創(chuàng)造了新的世界紀錄。同時,協(xié)鑫光電表示,這是全球第一塊真正意義上的鈣鈦礦疊層組件。
近日,筆者就鈣鈦礦技術(shù)突破和行業(yè)發(fā)展問題,獨家專訪了協(xié)鑫光電董事長范斌。
范斌透露,11月30日發(fā)布的疊層組件是由鈣鈦礦疊TOPCon?!拔覀兊寞B層是組件對組件的疊層,先把大面積鈣鈦礦組件做出來,然后再疊晶硅組件。我們開創(chuàng)了一個全新的發(fā)展路徑?!狈侗蟊硎尽?/p>
圖:協(xié)鑫光電創(chuàng)始人、董事長范斌博士
26.17%:晶硅效率的終點,鈣鈦礦的起點
去年11月19日,隆基綠能宣布其硅異質(zhì)結(jié)電池效率突破26.81%。這是繼2017年日本公司創(chuàng)造單結(jié)晶硅電池效率紀錄以來,時隔五年誕生的最新世界紀錄,也是第一次由中國企業(yè)創(chuàng)造的硅太陽能電池效率的最高紀錄。
在范斌看來,預計晶硅組件的大規(guī)模量產(chǎn)效率將來很難超過25%。因此,范斌認為,26.17%的組件效率,是沒有任何一個晶硅技術(shù)能達到的高度,但是對于鈣鈦礦疊層組件來說,它僅僅是個起點。
范斌對鈣鈦礦效率的未來表示非常樂觀,“將來發(fā)展到成熟期,我們會看到30%以上,甚至35%以上的鈣鈦礦晶硅疊層組件?!?/p>
但范斌同時也表示,鈣鈦礦效率的提升在30%之前都是比較快的,每年可以提升1-2個百分點。但達到30%后,效率的提升難度會增加很多,效率增速將下降。范斌預計,超過30%后,鈣鈦礦的效率每年可能只能提升0.5個百分點。
不過,范斌對鈣鈦礦充滿十足信心。他告訴筆者說:到目前為止,在學術(shù)界還看不到比鈣鈦礦性能更好的光伏材料,“我想至少以后幾十年里面鈣鈦礦都會是行業(yè)主導?!?/p>
鈣鈦礦疊層市占率將達到100%
范斌表示,將來,鈣鈦礦疊層的組件效率會顯著高于晶硅單結(jié)組件,而單瓦成本將低于晶硅單結(jié)組件。因此,鈣鈦礦疊層組件對傳統(tǒng)晶硅單結(jié)組件的替代,將是完全徹底的。不用太久,鈣鈦礦疊層組件的市占率將達到100%。
范斌同時強調(diào),疊層組件中也包含著晶硅。因此疊層對晶硅的替代,并不是對晶硅行業(yè)的替代,而是終端產(chǎn)品形式的一個迭代升級,是對傳統(tǒng)晶硅產(chǎn)業(yè)的賦能。
目前,TOPCon、HJT、BC,技術(shù)路線之爭不斷。對于晶硅-鈣鈦礦疊層組件里,將選擇哪一種晶硅技術(shù)進行疊加。范斌認為,未來誰的性價比更高,鈣鈦礦疊層組件就會選擇誰?!拔覀兊寞B層是組件對組件的疊層,所以我們不需要考慮電池表面電極情況等因素?!?/p>
不過,在上海交通大學太陽能研究所所長沈文忠看來,“6到8年后,不管是TOPCon還是HJT技術(shù)都會非常成熟。到那時,考慮到工序復雜性,以及和鈣鈦礦的兼容性,我傾向于認為HJT與鈣鈦礦的疊層電池更容易一些?!保c擊閱讀:《對話沈文忠:光伏技術(shù)路線百花齊放,誰主未來?》)
筆者注意到,相比于11月23日協(xié)鑫光電發(fā)布的效率18.04%的鈣鈦礦單結(jié)組件,此次發(fā)布的疊層組件效率有顯著提升。
對此,范斌表示,相比于鈣鈦礦單結(jié)組件,鈣鈦礦疊層組件優(yōu)勢明顯。雖然疊層組件的單瓦成本上升,但組件效率的大幅提升可以攤薄光伏發(fā)電項目的系統(tǒng)成本。而由于組件在系統(tǒng)成本中的占比越來越小,降低系統(tǒng)成本已比單純降低組件成本更有意義。
預計2-3年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
對于鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進程,范斌表示,按照協(xié)鑫光電的規(guī)劃,預計2-3年可以實現(xiàn)。范斌透露,協(xié)鑫光電目前正在進行C輪融資,以用于建設(shè)GW級產(chǎn)線,按照協(xié)鑫光電暫定的規(guī)劃,到2024年底,GW級產(chǎn)線將建成。
而對于克服產(chǎn)業(yè)化面臨的困難,范斌充滿信心。他表示,目前,鈣鈦礦的降本路徑已經(jīng)非常清晰,主要分為三部分。
第一,產(chǎn)能投入下降。鈣鈦礦生產(chǎn)能耗顯著低于晶硅??梢灶A期到,在大規(guī)模量產(chǎn)實現(xiàn)的時候,鈣鈦礦的生產(chǎn)成本肯定顯著低于晶硅。
第二,擴產(chǎn)帶來的規(guī)模效應。目前鈣鈦礦很多原材料比較貴,是因為供應量還比較少。但隨著未來原材料供應量的提升,原材料的成本會顯著下降。
第三,效率提升帶來的成本下降。玻璃、靶材等的成本是按面積計算,因此,當效率提升時,單位面積上的功率提升,單位功率下的成本就下降了。
另外,針對行業(yè)關(guān)心的鈣鈦礦穩(wěn)定性問題。范斌表示,提升穩(wěn)定性,需要一個過程,需要更多的投入。但可喜的是,穩(wěn)定性逐年提高的趨勢是非常明顯的?!拔覀儓孕?,隨著對鈣鈦礦材料認知的深入,以及工藝水平的提高,未來鈣鈦礦的穩(wěn)定性肯定不會比晶硅差?!?/p>