隨著高瓴、騰訊等頂尖投資機(jī)構(gòu)的涌入，鈣鈦礦電池技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展，不僅轉(zhuǎn)換效率屢破世界紀(jì)錄，規(guī)?；慨a(chǎn)也指日可待。與此同時(shí)，已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模化量產(chǎn)階段的N型電池技術(shù)，距離轉(zhuǎn)換效率“天花板”也越來(lái)越近。
對(duì)于以“降本增效”為核心發(fā)展邏輯的光伏行業(yè)而言，更低的成本、更高的效率是其追求的終極目標(biāo)。而鈣鈦礦無(wú)論是成本還是效率，均顯著優(yōu)于晶硅。因此，關(guān)于鈣鈦礦顛覆晶硅的說(shuō)法也不絕于耳。
對(duì)于鈣鈦礦能否顛覆晶硅，當(dāng)下難以定論，不過(guò)可以肯定的是，隨著資本的涌入，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程必然遠(yuǎn)超預(yù)期。而在晶硅產(chǎn)業(yè)鏈中“存在感”較低的膠膜與玻璃，則將成為最大的受益者。
技術(shù)創(chuàng)新捷報(bào)頻傳
進(jìn)入2023年以來(lái)，鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程再次提速，尤其是初創(chuàng)型的鈣鈦礦企業(yè)。
1月1日，經(jīng)日本JET第三方認(rèn)證，仁爍光能研發(fā)的全鈣鈦礦疊層電池穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到29.0%，再次打破團(tuán)隊(duì)在2022年6月創(chuàng)造的28.0%的世界紀(jì)錄，這也是其第七項(xiàng)被收錄的疊層電池世界紀(jì)錄。量產(chǎn)方面，仁爍光能150MW中試線預(yù)計(jì)在2023年三季度投產(chǎn)，2024年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。若中試線的調(diào)試結(jié)果符合預(yù)期，仁爍光能將進(jìn)行GW級(jí)的產(chǎn)能規(guī)劃。
1月18日，協(xié)鑫光電獲得由中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)頒發(fā)的鈣鈦礦組件BIPV光伏玻璃3C認(rèn)證證書(shū)，邁出了開(kāi)拓國(guó)內(nèi)建筑光伏市場(chǎng)的重要一步。值得一提的是，協(xié)鑫光電是全球率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)的企業(yè)之一，公司100MW鈣鈦礦生產(chǎn)線已于2021年開(kāi)始試產(chǎn)，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到18%。與仁爍光能類似的是，如果100MW產(chǎn)線指標(biāo)符合預(yù)期，協(xié)鑫光電同樣將籌建GW級(jí)產(chǎn)線。
1月20日，經(jīng)中國(guó)計(jì)量院認(rèn)證，曜能科技自主研發(fā)的小面積鈣鈦礦、晶硅兩端疊層電池穩(wěn)態(tài)輸出效率達(dá)到32.44%，刷新國(guó)內(nèi)紀(jì)錄。兩周之后，曜能科技再次宣布，經(jīng)中國(guó)計(jì)量院認(rèn)證，公司自主研發(fā)的25cm2大面積鈣鈦礦/晶硅兩電極疊層電池器件穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到29.57%，為目前報(bào)道的大面積疊層電池最高效率。據(jù)曜能科技介紹，25cm2電池器件是驗(yàn)證工業(yè)級(jí)規(guī)格電池工藝可行性的重要節(jié)點(diǎn)，目前公司已完成從基本材料配方和工藝方法到整體資源配套和研發(fā)思路的顛覆性跨越。
1月31日，皇氏集團(tuán)宣布與黑晶光電達(dá)成技術(shù)合作，擬共同推進(jìn)TOPCon/鈣鈦礦疊層電池產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)及產(chǎn)品應(yīng)用。據(jù)悉，黑晶光電成立于2019年，專注于鈣鈦礦疊層電池技術(shù)的研發(fā)與生產(chǎn)。根據(jù)黑晶光電官網(wǎng)披露的信息，其研發(fā)的串聯(lián)型鈣鈦礦/PERC疊層電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.5%。
同日，萬(wàn)度光能2GW鈣鈦礦組件研發(fā)及制造基地項(xiàng)目開(kāi)工，項(xiàng)目總投資高達(dá)10億元，分三期建成。據(jù)萬(wàn)度光能官網(wǎng)顯示，公司承接了華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心韓宏偉教授團(tuán)隊(duì)研究成果，并于2021年成為全球率先完成下一代光伏可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中試及戶外驗(yàn)證的企業(yè)。
可以看到，技術(shù)的突飛猛進(jìn)，正逐步推動(dòng)鈣鈦礦全面進(jìn)入中試階段。受益于此，微導(dǎo)納米、捷佳偉創(chuàng)、京山輕機(jī)等設(shè)備廠商均曾披露已獲得鈣鈦礦設(shè)備訂單甚至實(shí)現(xiàn)出貨。此外，賽伍技術(shù)、百佳年代兩大膠膜廠商均曾表示已實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦專用膠膜的批量出貨。
資本市場(chǎng)的“寵兒”
在一次直播中，協(xié)鑫光電董事長(zhǎng)范斌曾經(jīng)提到，從商業(yè)化的角度來(lái)講，2022年鈣鈦礦明顯有比較大的加速，很大程度上是來(lái)自于資本市場(chǎng)的重視。范斌此言非虛，在前述中那些取得重大技術(shù)進(jìn)展的鈣鈦礦企業(yè)，無(wú)不是資本市場(chǎng)的“寵兒”。
仁爍光能于2022年8月26日完成數(shù)億元的Pre-A輪融資，本輪融資由由三行資本領(lǐng)投，中科創(chuàng)星、蘇高新創(chuàng)投、金浦智能、險(xiǎn)峰長(zhǎng)青、云啟資本、中財(cái)產(chǎn)業(yè)基金等知名機(jī)構(gòu)跟投。
協(xié)鑫光電2022年先后完成兩輪融資，而且投資者多為全球頂尖投資機(jī)構(gòu)。其中，公司于5月份完成B輪融資，獲得騰訊創(chuàng)業(yè)數(shù)億元投資;年末，公司又完成了5億元的B+輪融資，淡馬錫投資、紅杉中國(guó)、IDG資本三家聯(lián)合領(lǐng)投，川流投資等機(jī)構(gòu)跟投。
此外，曜能科技于2021年8月完成數(shù)千萬(wàn)A輪融資，投資方為高瓴資本;黑晶光電于2022年8月完成A輪融資，投資方為同創(chuàng)偉業(yè)。
在鈣鈦礦的投資者中，不僅局限于專業(yè)的投資機(jī)構(gòu)，還包括產(chǎn)業(yè)巨頭。例如，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群于2020年通過(guò)控股子公司瑞庭投資參投協(xié)鑫光電Pre-A輪融資，獲得協(xié)鑫光電約0.13%的股權(quán);碧桂園于2021年參投極電光能、2022年參投無(wú)限光能等。
其實(shí)，當(dāng)下的資本市場(chǎng)對(duì)于鈣鈦礦的態(tài)度并非范斌所說(shuō)的“重視”那么簡(jiǎn)單，更確切的說(shuō)是“瘋狂”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，過(guò)去兩年鈣鈦礦領(lǐng)域的投資額已接近100億元。用范斌的話講，現(xiàn)在即便是初創(chuàng)企業(yè)，也可以拿到幾千萬(wàn)甚至上億的融資。某投資人更是直言，現(xiàn)在一般的鈣鈦礦項(xiàng)目都會(huì)報(bào)到兩三億，優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)的天使輪更是高達(dá)五億左右。
可以看出，在“碳中和”背景下，目前鈣鈦礦與當(dāng)年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)剛剛興起時(shí)頗為相似——廣闊的發(fā)展空間以及足以顛覆市場(chǎng)格局的技術(shù)，其對(duì)于投資人的吸引力無(wú)需多言。曾經(jīng)被戲稱為買下了中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)半壁江山的沈南鵬在一次演講中曾直言道，“新能源及碳中和領(lǐng)域已經(jīng)成為紅杉中國(guó)最主要的投資方向之一，我們對(duì)于其中很多賽道都進(jìn)行了全產(chǎn)業(yè)鏈的布局”。對(duì)于參投了協(xié)鑫光電B+輪融資的紅杉中國(guó)而言，鈣鈦礦必然是核心賽道之一。
不僅僅是一級(jí)市場(chǎng)，鈣鈦礦在二級(jí)市場(chǎng)中同樣頗受追捧。例如，宣布五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)2GW鈣鈦礦組件產(chǎn)能的奧聯(lián)電子，在近一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)漲幅超過(guò)200%;率先實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦設(shè)備出貨的京山輕機(jī)、與纖納光電達(dá)成TCO玻璃戰(zhàn)略合作的金晶玻璃在2022年的主升行情中漲幅分別高達(dá)272%和89%;布局鈣鈦礦設(shè)備的奧萊德自2022年9月份以來(lái)最高漲幅達(dá)到140%。
玻璃、膠膜“躺贏”
鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速，有利于持續(xù)推動(dòng)光伏行業(yè)的“降本增效”，但對(duì)于晶硅產(chǎn)業(yè)鏈而言，恐將產(chǎn)生重大影響。
相比于晶硅，鈣鈦礦無(wú)論是效率還是成本，均具有顯著優(yōu)勢(shì)。效率方面，Scientific Report數(shù)據(jù)顯示，單結(jié)鈣鈦礦電池光電轉(zhuǎn)換效率極限為31%，高于晶硅電池的29.43%，而雙結(jié)疊層電池和三結(jié)疊層電池則高達(dá)45%和49%。成本方面，根據(jù)協(xié)鑫光電披露的數(shù)據(jù)，鈣鈦礦組件單W成本約為0.5元/W，僅為晶硅組件的50%。
尤為重要的是，鈣鈦礦組件的生產(chǎn)工藝極為簡(jiǎn)單，僅需一個(gè)工廠、45分鐘即可完成，主要原材料包括鈣鈦礦原料、玻璃、膠膜、靶材等。反觀晶硅組件，則需要經(jīng)歷硅料、硅片、電池、組件等多個(gè)不同工廠的生產(chǎn)加工，最快也需要三天時(shí)間，原材料也名目繁多。
顯然，極低的產(chǎn)業(yè)鏈重合度，以及更高的效率和更低的成本，意味著顛覆，這有點(diǎn)類似于汽車替代馬車、手機(jī)替代傳呼機(jī)。不過(guò)，在晶硅產(chǎn)業(yè)鏈中，也有“幸存者”——膠膜和玻璃。
在鈣鈦礦組件的成本結(jié)構(gòu)中，玻璃、膠膜等封裝材料的占比超過(guò)1/3，屬于核心原材料。而且，由于鈣鈦礦的穩(wěn)定性始終是制約其產(chǎn)業(yè)化落地的關(guān)鍵影響因素之一，因此封裝環(huán)節(jié)的重要性也愈發(fā)凸顯。
“鈣鈦礦的弱點(diǎn)體現(xiàn)在化學(xué)鍵比較脆弱，溶劑分子或水汽可以很容易把它的化學(xué)鍵破壞掉，一旦被破壞，器件衰減就是一個(gè)必然的過(guò)程，比如有水汽滲進(jìn)去，就會(huì)造成不穩(wěn)定。并且鈣鈦礦本身在高溫下會(huì)變得不穩(wěn)定，所以我們需要找到一種具有很強(qiáng)針對(duì)性、效果好，同時(shí)又很便宜的封裝技術(shù)。”浙大教授左立見(jiàn)在一次專訪中直言道。
值得一提的是，鈣鈦礦膠膜已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。根據(jù)賽伍技術(shù)披露的信息，其自主研發(fā)的鈣鈦礦熱塑性封裝膠膜-TPO已與協(xié)鑫光電簽訂數(shù)MW級(jí)的首次批量訂單。此外，據(jù)媒體報(bào)道，正在進(jìn)行IPO的百佳年代推出的鈣鈦礦膠膜產(chǎn)品同樣實(shí)現(xiàn)批量交付，并向多家客戶送樣。
除了膠膜以外，玻璃對(duì)于鈣鈦礦組件性能的影響同樣顯著。不同于晶硅組件，鈣鈦礦組件需要使用“透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃”，即TCO玻璃。TCO玻璃在鈣鈦礦組件中除了透光和減反射外，還必須起到收集電流的作用，因此生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)的光伏玻璃有所不用。
在A股市場(chǎng)中，金晶科技是全球少數(shù)掌握TCO玻璃生產(chǎn)技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)。2022年，金晶科技與纖納光電簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，約定金晶科技將根據(jù)纖納光電的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，投資建設(shè)相應(yīng)TCO玻璃產(chǎn)線并作為其主要供應(yīng)商，纖納光電每增加1GW鈣鈦礦電池產(chǎn)能規(guī)劃，則金晶玻璃需配套不低于500萬(wàn)平米/年的TCO玻璃產(chǎn)能。
寫(xiě)在最后
鈣鈦礦未來(lái)是否能夠顛覆晶硅，筆者不敢妄下判斷，就像年后的硅料價(jià)格走勢(shì)，與主流媒體和專家的判斷大相徑庭。比較確定的是，鈣鈦礦的GW級(jí)量產(chǎn)已經(jīng)愈來(lái)愈近，而且在資本的助力下，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度必然遠(yuǎn)超行業(yè)想象。至于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這需要事實(shí)來(lái)說(shuō)話，就像當(dāng)年單晶替代多晶時(shí)，依然有行業(yè)巨頭認(rèn)為多晶必有一席之地。
對(duì)于關(guān)注鈣鈦礦的朋友，可以關(guān)注一下即將于2月15-16日舉行的“光能杯·創(chuàng)新分享會(huì)”，屆時(shí)暨南大學(xué)教授、博導(dǎo)、新能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)麥耀華將針對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化前景做主題演講。
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