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鈣鈦礦電池近期產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間：2024-01-29 來(lái)源：元祿光電

學(xué)術(shù)方面，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池專利申請(qǐng)量高速增長(zhǎng)，68%來(lái)自中國(guó)。截至 2019 年 12 月，中國(guó)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池專利申請(qǐng)總量高達(dá) 2282 個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于專利申請(qǐng)總量在 200-300 件之間的日本、韓國(guó)和美國(guó)。

產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)拉開(kāi)序幕，當(dāng)前處于設(shè)備工藝驗(yàn)證階段。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的組件生產(chǎn)流程：沉積透明導(dǎo)電層（TCO）、沉積電子傳輸層（ETL）、沉積鈣鈦礦層、沉積空穴傳輸層（HTL）、背電池制備、組件封裝，較晶硅類太陽(yáng)能電池制備大幅簡(jiǎn)化。

PSCs 生產(chǎn)過(guò)程與晶硅相同的環(huán)節(jié)是封裝。鈣鈦礦組件的生產(chǎn)過(guò)程中，除了鈣鈦礦層之外，所有緩沖層和電極都可由 PVD 工藝制作完成，與 HJT 有一定的相似性，但與面板行業(yè)相似性更明顯。涂布是 PSCs 獨(dú)有環(huán)節(jié)，主要用于鈣鈦礦層的印刷。

3.2 鈣鈦礦企業(yè)處在0-1過(guò)程，目前百家爭(zhēng)鳴

產(chǎn)業(yè)方面，鈣鈦礦設(shè)備訂單先行，廠商交付順利。PSCs 主要設(shè)備廠商邁為股份、晟成光伏、捷佳偉創(chuàng)、杰普特、德滬涂膜均已收獲設(shè)備訂單，部分廠商已經(jīng)順利交付量產(chǎn)。

生產(chǎn)領(lǐng)域重要玩家融資過(guò)億元，中試線逐步建設(shè)。根據(jù) CPIA，截止 2023 年 2 月底，國(guó)內(nèi)已有協(xié)鑫光電、纖納光電和極電光能等 3 條百兆瓦以上產(chǎn)能鈣鈦礦產(chǎn)線投產(chǎn)。其中，協(xié)鑫光電和纖納光電的產(chǎn)線產(chǎn)能分別為 100MW，極電光能的產(chǎn)線產(chǎn)能為 150MW。此外，還有多家鈣鈦礦公司的實(shí)驗(yàn)室小試線已經(jīng)建成或正在建設(shè)。

單結(jié)鈣鈦礦電池參與者眾多，2021 年以來(lái)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展加速。2021 年以前，協(xié)鑫、纖納已有小規(guī)模中試線建成，協(xié)鑫納米先于 2017 年建成 10MW 中試線，批量生產(chǎn)45cm*65cm 鈣鈦礦組件產(chǎn)品，纖納光電于 2018 年投產(chǎn) 20MW 中試基地，2021 年以來(lái)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展加速，眾多參與者開(kāi)始投建或建成中試、量產(chǎn)線。

2021 年，協(xié)鑫光電建成 100MW 級(jí)量產(chǎn)線，大正微納柔性中試線建成，萬(wàn)度光能、華能清能院、極電光能投建不同量級(jí)產(chǎn)線。①萬(wàn)度光能投建 200MW 級(jí)可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池大試線；②華能清能院大面積模組中試實(shí)驗(yàn)線投產(chǎn)，3 月下線；③大正微納建成 10MW 柔性鈣鈦礦中試線；④年中協(xié)鑫光電建成 100MW 級(jí) 1m*2m 量產(chǎn)線；⑤10 月極電光能 pre-A 輪融資投建 150MW 試制線，預(yù)計(jì) 2022 年 9 月下線。按照協(xié)鑫光電計(jì)劃，我們預(yù)計(jì) 2025 年其 GW 級(jí)產(chǎn)線有望落地。

2022 年，纖納光電建成 100MW 級(jí)量產(chǎn)線，無(wú)限光能、大正微納、金昌鑫磊鑫半導(dǎo)體等企業(yè)產(chǎn)線投建。① 年初纖納光電建成 100MW 的鈣鈦礦產(chǎn)線并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)；②6 月無(wú)限光能宣布完成數(shù)千萬(wàn)元天使輪融資，預(yù)計(jì)三季度完成試驗(yàn)線建設(shè)；③金昌鑫磊鑫導(dǎo)體投建 1GW 鈣鈦礦薄膜光伏組件生產(chǎn)基地項(xiàng)目。

目前，鈣鈦礦/晶硅疊層電池處于研發(fā)中試階段，參與公司較少。杭蕭鋼構(gòu)正在籌劃100MW 中試生產(chǎn)線，2022 年 9~10 月與供應(yīng)商完成采購(gòu)合同簽訂，原定爭(zhēng)取于 2023 年2 月前完成產(chǎn)線的全部鋪設(shè)，預(yù)計(jì)于 2023 年 5 月前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 28%，在2023 年的上半年逐漸實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn) ，產(chǎn)線兼容 166 和 182 尺寸硅片，度電成本 3 毛，成本下降空間大。

3.3 鈣鈦礦制備設(shè)備有望受益

鈣鈦礦/HJT 疊層電池所需設(shè)備主要有 RPD，PVD，ALD 等。

產(chǎn)線設(shè)備類型主要為鍍膜設(shè)備、涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備，其中鍍膜設(shè)備價(jià)值量過(guò)半，激光設(shè)備確定性需求強(qiáng)，封裝設(shè)備與晶硅電池相比差別不大。

（一）鍍膜設(shè)備主要涉及 PVD 及 RPD 設(shè)備，其中 RPD 設(shè)備比傳統(tǒng)的 PVD 設(shè)備優(yōu)勢(shì)在于可以減少對(duì)鈣鈦礦電池的轟擊損害，有利于提高轉(zhuǎn)換效率和良率。相應(yīng)的設(shè)備企業(yè)有捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、京山輕機(jī)、眾能光電等，其中捷佳偉創(chuàng)于 2022 年 7 月獲鈣鈦礦電池量產(chǎn) RPD 鍍膜設(shè)備訂單，該 RPD 設(shè)備具備較高技術(shù)壁壘；蒸鍍?cè)O(shè)備主要涉及京山輕機(jī)等，2021 年 5 月京山輕機(jī)子公司晟成光伏與協(xié)鑫光電開(kāi)展疊層技術(shù)戰(zhàn)略合作，晟成光伏鈣鈦礦團(tuán)簇型多腔式蒸鍍?cè)O(shè)備已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并應(yīng)用于多個(gè)客戶端。

（二）涂布設(shè)備主要用于制作鈣鈦礦吸光層，主要企業(yè)德滬涂膜（未上市）、眾能光電等，德滬涂膜為協(xié)鑫光電 100MW 產(chǎn)線供應(yīng)大尺寸狹縫涂布設(shè)備，狹縫涂布可在玻璃、塑料等基片上沉積液體化合物，精確控制液體流量和移動(dòng)相對(duì)速度，制備所需技術(shù)指標(biāo)的薄膜。眾能光電目前已對(duì)外銷售刮涂/涂布一體機(jī)。

（三）目前各種技術(shù)路線均需要激光設(shè)備，激光設(shè)備主要應(yīng)用工序?yàn)榧す鈩澗€，把大的面板進(jìn)行切割，形成子電池，再將電池用串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接。目前供應(yīng)鈣鈦礦激光設(shè)備的公司包括大族激光、邁為股份、德龍激光、杰普特、帝爾激光、眾能光電、元祿光電等。