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2023-2027年中国钙钛矿行业的预测分析

来源:中投网 2023-01-13 17:23中投网 A-A+

  2021年中国钙钛矿政策环境

  钙钛矿作为全球公认的最具前景的光伏电池材料,获得前所未有的关注,各国政府把钙钛矿太阳能电池纳入重点支持计划。欧盟把钙钛矿太阳能电池作为“弯道超车”的技术予以重点支持。美国出资2400万美元支持ECA等公司的钙钛矿太阳电池技术开发;NERL推动成立了美国先进钙钛矿制造(US-MAP)联合体,加速钙钛矿技术商业化。中国科技部2016-2020年连续五年把钙钛矿太阳能电池产业化列入重点研发项目予以支持;2016-2017年为基础科学理论研究,2018年为叠层技术,2019年为大面积单结技术研发。

  2021年1月,杭州纤纳光电获得由三峡资本领投的3.6亿元C轮融资,用于钙钛矿光伏百兆瓦级产线扩建、叠层产品升级、应用产品研发和生产等项目。央企的入局显示了国家推动行业进一步发展的强有力信心。2021年12月南方科技大学的“新一代钙钛矿太阳能电池关键材料及宏量制备技术”项目被列为科技部重点专项立项项目。

  2022年4月2日,国家能源局、科学技术部发布关于印发《“十四五”能源领域科技创新规划》的通知。从聚焦大规模高比例可再生能源开发利用方面提出了风电太阳能发电技术攻关的具体目标。其中便包括高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术:研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备,开发高可靠性组件级联与封装技术,研发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池;开展晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。

  2022年中国钙钛矿产能量产

  我国企业在钙钛矿电池稳定性提升,组件面积放大等方面进行了一系列技术攻关,目前走在前列的公司有杭州纤纳光电、苏州协鑫纳米等,天合光能、华能集团等企业也有所布局。日前,杭州纤纳科技采用独立开发的溶液打印技术,率先投产了百兆瓦级别钙钛矿太阳能电池alpha组件产线。alpha组件具有高功率、高收益和高减排的特性,最高功率130W,尺寸全球最大,为1245×635×6.4mm,预计寿命10-25年。协鑫光电的子公司苏州协鑫纳米科技有限公司于2017年在苏州建成一条10MW级45cm×65cm钙钛矿光伏组件中试产线,通过采用自主研发的大面积钙钛矿狭缝涂布方法,辅以大面积钙钛矿溶液结晶成膜技术和先进的内联集成技术,可批量生产具有商用化价值的45cm×65cm产品,目前该产品的效率已超过15%,处于同类产品中较高水平。协鑫现已启动100MW钙钛矿电池量产线开始试生产,提前布局异质结以及钙钛矿叠层电池生产设备。2022年6月7日,1m×2m组件顺利通过冰雹测试,进行了双85、湿热、LeTID等测试,并开展了前期的千瓦级户外应用测试。

  国际上著名的钙钛矿电池研发企业有牛津光伏(OxfordPV)(钙钛矿/硅基叠层电池效率29.5%)和松下公司(Panasonic)(钙钛矿电池组件效率17.9%)等。

图表 我国钙钛矿电池行业产能量化进展

数据来源:各公司公告

  2022年中国钙钛矿企业布局

  一、6000万/12MW全球首个钙钛矿光伏地面电站开工

  2022年2月15日,占地约250亩,装机容量12兆瓦,计划总投资6000万元左右的全球首个钙钛矿光伏地面电站开工建设。该项目标志着光伏行业最令人期待的变革性新技术迈向了成熟,大大推进了钙钛矿技术与传统光伏行业的融合,快速促进钙钛矿技术的产业化发展。

  衢江区纤纳钙钛矿示范工程的开工,必将成为衢江推进新能源项目建设史上又一标志性项目,衢江区将紧抓全省实施“风光倍增”工程有利契机,与纤纳公司携手共赢,力争项目早日投产、早出效益。

  纤纳新能源表示,公司不断创新和引领第三代太阳能光伏技术,建有全球首个钙钛矿生产基地、首条100MW规模化产线。公司有信心将该电站打造成低用电成本、节能环保、安全可靠的示范项目,相信此次开工的钙钛矿光伏地面电站将成为全球光伏行业的里程碑和新开端。

  二、宁德时代“试水”钙钛矿太阳能电池

  2022年5月5日,宁德时代表示,公司钙钛矿光伏电池研究进展顺利,正在搭建中试线。宁德时代新能源科技股份有限公司成立于2011年,是国内率先具备国际竞争力的动力电池制造商之一,专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售,致力于为全球新能源应用提供一流解决方案,核心技术包括在动力和储能电池领域,材料、电芯、电池系统、电池回收二次利用等全产业链研发及制造能力。早在2020年,就有宁德时代组建技术团队进军钙钛矿的消息,据了解,支持宁德时代加快钙钛矿新型太阳能发电材料开发,成本可减少一半以上,争取2023年实现产业化。

  三、腾讯战略入股协鑫钙钛矿项目

  2022年5月12日,广西腾讯创业投资有限公司新增对外投资,新增投资企业为昆山协鑫光电材料有限公司。昆山协鑫光电材料有限公司发生工商变更,新增股东广西腾讯创业投资有限公司;同时,公司注册资本从6259.26万元增加到7357.68万元。

  四、“钙钛矿α组件全球首发”,标志着中国率先实现了百兆瓦级的规模量产和商业化应用。

  2022年5月20日,纤纳联合向大众介绍了钙钛矿光伏技术的进化史,展示了全球首款钙钛矿商业化组件alpha。

  纤纳alpha组件采用公司独立开发的溶液打印技术,具有功率高、稳定性好、温度系数低、热斑效应小、不易隐裂等特性,可进行12年产品材料与工艺质保,25年线性功率输出质保。纤纳α钙钛矿组件是目前全球最大的百兆瓦级商业化产品,尺寸为1245×635×6.4mm。

  自2019年、2020年公司连续攻克了钙钛矿组件稳定性的世界级难题后,此次发布的α组件更是开启了12年产品材料与工艺质保和25年线性功率输出质保的产品体验,是全球首款为地面集中式光伏电站推出的钙钛矿组件。

  纤纳用无人机的上帝视角首次揭秘了一块钙钛矿α组件的诞生之旅。这条全球首个百兆瓦级的产线有两大亮点:一是人工智能程度高,公司为这条产线配置了全球首个适合钙钛矿生产工艺流程的智能大脑,全自动设备与众多机械臂穿插配合,每40秒就能制造出一片α组件。纤纳的钙钛矿百兆瓦产线实现了高效、稳定、节能的连续生产,可以为双碳发展持续不断地提供清洁电力。

  五、谷歌云入局钙钛矿

  2022年5月21日,钙钛矿光伏制造商SauleTechnologies正在加速推进与GoogleCloud及可再生能源公司ColumbusEnergy的合作。其中,波兰钙钛矿光伏制造商SauleTechnologies公司研发了用于物联网应用的钙钛矿太阳能电池,效率达到25.5%,将为物联网设备提供独立电源。GoogleCloud将负责为两家战略合作伙伴提供云计算服务和技术,三方计划在物联网(IoT)产品和分布式能源解决方案开发方面进行合作。

  六、仁烁光能,10MW钙钛矿叠层中试线起航

  2022年5月24日,仁烁光能(苏州)有限公司于2021年底成立,主营业务为新型钙钛矿太阳能电池,公司背靠南京大学、复旦大学、中科院等知名高校和科研机构,核心管理团队在光伏领域有深厚的从业背景,公司成立伊始就获得5000万的天使轮股权融资,并且即将完成A轮融资,八月底苏州6000平方米的10MW钙钛矿叠层中试线将投入使用,目标尺寸为300*400mm,效率达22%以上,预计下半年落地1.5万平方米厂房,启动150MW钙钛矿光伏组件量产线建设,目标尺寸1.2*0.6m,效率达20%以上。

  七、协鑫钙钛矿1m×2m组件顺利通过冰雹“高考”,奠定全套可靠性测试基础

  2022年6月,昆山协鑫光电材料有限公司发布将1m×2m的钙钛矿组件送往兄弟单位张家港协鑫集成可靠性测试实验室进行MQT17的冰雹测试,根据测试要求,直径25mm的冰球被加速到23m/s±5%,相当于82.8km/h±5%的速度,撞击到组件表面,考验组件在恶劣气象下的耐受能力。经过测试,昆山协鑫光电材料有限公司送去测试的6块组件都通过了冰雹测试,组件外观无任何变化,为钙钛矿光伏组件下一步进行全套的可靠性测试奠定了基础。

  八、南京大学谭海仁教授全钙钛矿叠层电池新纪录28%,首次超越单晶硅电池的最高效率26.7%

  2022年6月8日南京大学谭海仁教授全钙钛矿叠层电池再次创造新纪录,实现28%的光电转换效率,首次超越了单晶硅电池的最高效率26.7%,也是团队成果第五次被纪录表收录。

  九、钙钛矿太阳能电池新锐无限光能获数千万元天使轮融资

  2022年6月9日,钙钛矿太阳能电池新锐企业深圳无限光能技术有限公司宣布完成数千万元天使轮融资,本轮融资参投方包括耀途资本、光跃投资、碧桂园创投等,融资资金将用于大尺寸钙钛矿太阳能电池模组试验线的建设、扩充研发及量产技术团队。

  在钙钛矿太阳能电池的研发上,公司研发团队通过对钙钛矿太阳能电池薄膜与OLED薄膜的对比研究,创新性的提出使用真空气象沉积的钙钛矿薄膜制备技术,实现了大面积单节钙钛矿太阳能电池超过23%的世界最高认证效率(PCE);同时,研发团队通过调整电池结构的设计、改进电池的封装方法,大幅提高了电池的长期光、热、湿度稳定性,未封装的电池在干燥空气中放置20000小时之后仍保持了95%的初始光电转换效率,有效的解决了制约钙钛矿太阳能电池商业化的寿命问题。

十四五将是中国技术和产业升级的关键期,重点机会有哪些?
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