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          極電光能總裁于振瑞:2025年鈣鈦礦可與晶硅媲美
          來源:中國經營報 | 作者:張英英 吳可仲 | 發布時間: 2023-07-12 | 62 次瀏覽 | 分享到:

          被譽為下一代光伏電池技術的鈣鈦礦太陽能電池聲勢漸高。

          在科研領域,鈣鈦礦電池的研發吸引了全球近5000個課題組攻關,其電池效率紀錄被不斷刷新。在產業界,鈣鈦礦電池初創企業如雨后春筍般涌現,并通過一級市場獲得融資,其中不乏深創投、紅杉中國、IDG資本、高瓴資本等資本大鱷的身影。自2021年初至2023年4月4日,鈣鈦礦電池指數(8841634.WI)一度上漲95%,儼然成為資本的寵兒。

          極電光能是推動鈣鈦礦電池產業化的先行者之一。作為長城控股集團旗下孵化的初創企業,極電光能歷經5年鈣鈦礦電池產業化技術開發。截至2023年3月,該公司已經完成A輪融資,實現了150MW鈣鈦礦生產線投產運行,并于2023年4月中旬啟動GW級鈣鈦礦生產線建設。

          近日,針對當前鈣鈦礦電池技術產業化進展等問題,極電光能聯合創始人、總裁于振瑞接受了《中國經營報》記者專訪。

          國內有望率先實現產業化

          《中國經營報》:請你介紹一下鈣鈦礦電池技術的發展歷程。你對該技術如何看待?

          在全球,鈣鈦礦的研發已吸引近5000個課題組。十多年來,不斷有各種不同的創新技術被開發和驗證,使其效率和穩定性持續提升。目前,實驗室小面積電池效率已經達到25.7%,小尺寸(26c㎡)組件效率達到22.4%,較大尺寸(810c㎡)組件效率達到19.9%。

          當前鈣鈦礦仍處于產業化初期,預計未來2~3年,平米級鈣鈦礦光伏組件的效率將突破20%,鈣鈦礦組件產品的穩定性將通過行業的測試認證,并在野外實證中得到驗證。

          《中國經營報》:有觀點稱國外一些國家希望通過鈣鈦礦電池技術實現在光伏領域彎道超車,請問國外技術進展如何?

          于振瑞:歐美日等國家和地區都把鈣鈦礦電池作為在光伏行業實現對中國彎道超車的一項技術,這是他們的一個美好愿景。實際上,國外的鈣鈦礦電池產業化開始的時間比國內要早,但到目前為止,他們在產業化方面的進展遠遠落后于國內。我認為,鈣鈦礦電池產業化還是會率先在國內實現。

          《中國經營報》:如今,晶硅技術市場占比高達95%,不少企業仍繼續選擇晶硅TOPCon和HJT投資。你如何看待鈣鈦礦電池的布局時機,以及同一階段下不同企業的選擇?

          于振瑞:光伏發電技術大體上可以劃分為晶硅光伏和薄膜光伏。過去幾十年,晶硅光伏一直穩居市場的主導地位,經歷了一代代技術迭代的發展,TOPCon和HJT應該是晶硅光伏商業化的終極技術(更高效的HBC等技術成本太高)。曾有理論預測,晶硅太陽能電池效率的“工程極限”大約為27.1%,商業化量產電池片效率應該在26%左右,組件效率極限約23%~23.5%。目前,無論是TOPCon還是HJT,很多供應商都能實現25%以上的量產效率,剩下1%的提效空間估計在未來2~3年完成。屆時,意味著晶硅太陽能電池的“技術生命周期”即將到達終點。

          當前,光伏技術正處于更迭交替的活躍期。TOPCon或HJT電池是一種中短期的技術選擇,鈣鈦礦電池是一種中長期的技術選擇。對于新玩家或像我們這類初創企業,在新進入光伏領域時就要面臨選擇長遠還是短期技術的問題,顯然鈣鈦礦電池技術是降本增效的潛力和想象空間更大的下一代光伏技術。當然,晶硅企業也會利用自身的產業化優勢將晶硅電池技術潛力挖掘出來,做到極限。

          設備是產業化保障

          《中國經營報》:極電光能從150MW中試線階段跨入GW級產線階段,甚至規劃到2026年達到10GW級,每個階段都需要完成哪些驗證和突破,難度如何?

          于振瑞:從實驗室到大規模量產的工藝放大,極電光能推進鈣鈦礦電池產業化路徑規劃十分清晰。

          主要有幾個步驟:以實驗室小尺寸(60c㎡)組件作為新技術開發的源頭;在30cm×30cm的尺寸上對源頭技術開展“小試驗證”;把經過“小試驗證”的技術移植到試制線上進行“中試驗證”;經過“中試驗證”的技術在首條GW級產線上開展“量產放大”;經過“量產放大”的技術復制到其他新產能上。

          我們150MW試制線已于2022年12月投產,正在把實驗室的“小試技術”向試制線轉移,目前進展順利,試制產品的效率穩步提升,而且正在開展第三方穩定性認證。實際上,150MW試制線的成果可以作為GW級產線建設的依據。其中一個重要任務,即技術路線和設備的驗證。因為未來量產GW級產線建設投資非常大,而且產業鏈配套設備還不成熟,因此中試線還要完成工藝技術與設備匹配的檢驗,這樣有利于降低投資風險。

          我們今年4月啟動首條GW產線的土建施工,下半年啟動工藝設備的采購。屆時,試制線上將會輸出更多的數據供GW產線設備選型參考。之后其他生產基地的建設基本上就是一個復制的過程。

          《中國經營報》:你提到量產GW級產線投資比較大,需要設備驗證,目前國內設備供應情況如何?你如何看待當前鈣鈦礦電池的產業鏈生態?

          于振瑞:鈣鈦礦產業生態鏈包括上游的原材料、設備,以及下游的逆變器等。據我們接觸的情況來看,目前上游各方供應商均有很強烈的配合愿望。

          產業鏈各個環節都處于一個初期階段,其中最為重要的是設備。鈣鈦礦產線主要涉及真空鍍膜、涂布、激光和封裝等設備。不過,目前還沒有鈣鈦礦的“專用設備”,這對鈣鈦礦制造工藝的提升和成熟不利?,F在的設備廠商都是“跨行業、跨技術領域”的企業,缺乏對鈣鈦礦組件生產制造工藝的理解。

          未來,需要設備商和鈣鈦礦組件開發企業密切合作,同時也需要設備商加強鈣鈦礦專用設備的開發投入。只有這樣,才能真正提供鈣鈦礦大規模生產制造的“專用設備”。

          《中國經營報》:實現產業化最關鍵的是解決設備問題,是否可以這么理解?

          于振瑞:準確地講,是可大面積量產的工藝技術路線以及與其深度適配的專用設備的問題。工藝技術是關鍵,與之匹配的專用設備是保障。

          《中國經營報》:鈣鈦礦產業化有兩大難點,即大面積成膜技術和穩定性,目前業內有哪些解決方案?

          于振瑞:目前這兩個難點已經有了初步解決方案。

          對于大面積成膜技術,行業內有不同的技術路線,其中的兩種技術路線正在百MW級別的試制線上進行驗證,將從技術和生產各個指標進行檢驗;產品的穩定性方面,已經有友商的產品通過了IEC61215/61730完整的測試認證,我公司產品也通過了IEC61215的測試認證,表明產品穩定性可以通過晶硅光伏產品的穩定性標準的檢測。后續需要在實際應用場景下開展野外實測檢驗,這也是今年的一個重要任務。

          對于鈣鈦礦光伏技術而言,效率和穩定性的提升所使用的技術是一致的,并不存在相互矛盾,這就為未來鈣鈦礦組件產品的效率和穩定性持續提升提供了良好基礎。鈣鈦礦膜層的界面和表面鈍化、電荷傳輸層及背電極的設計與制備、器件封裝等各個環節均有一些被驗證的先進技術,下一步要把這些技術導入產業化工程之中。這一技術的目標是:未來2~3年,平米級鈣鈦礦組件產品的效率高于20%、穩定性及野外發電性能得到實際檢驗,鈣鈦礦組件成為一種可以與晶硅光伏直接競爭的產品進入市場。

          《中國經營報》:鈣鈦礦電池技術從實驗室走向商業化,這個過程存在哪些不確定因素?在實現盈利之前,如何平衡研發投入與投資回報?

          于振瑞:目前,鈣鈦礦處于產業化初期,不確定因素就是這項技術從初期到成熟期還需要多長時間。為了消除不確定性,唯一能做的就是加大研發投入,快速解決產業化過程中遇到的新問題。

          研發階段的高投入不可避免。需要重點把握的是——技術路線的充分實踐和反復論證,以及在此基礎上對設備選型的慎重。同時,也要敏銳地感知即將來臨的商業機會,做好批量交付產品的準備工作。

          《中國經營報》:近一年多時間,不少鈣鈦礦電池企業通過一級市場融資。同時,二級市場上鈣鈦礦電池概念被熱炒。你對此如何看待?

          于振瑞:玩家蜂擁而入時期出現一些魚龍混雜的現象,在一種新技術快速發展過程中是不可避免的,但“炒作、喧雜”只是一時,不可能長久,最終還是要回歸技術本質。

          外界的認知會有一個逐漸成熟的過程。當外界的關注點聚焦到技術和產業化實質的時候,鈣鈦礦行業就能正常有序發展。

          2025年可與晶硅媲美

          《中國經營報》:目前,極電光能正在推進不同應用場景的鈣鈦礦示范項目,請問具體實測將如何開展?根據不同應用場景,貴公司有何不同產品設計?

          于振瑞:目前,極電光能已經完成了幾個示范項目的產品交付,有BIPV和分布式的應用場景;今年我們還會有其他應用場景項目的產品交付。我們將在不同應用場景項目上,收集鈣鈦礦組件在實際應用場景下的穩定性和實際發電性能的數據,并與其他類型的組件開展數據對比。這些數據與室內測試的效率和穩定性數據相結合,并通過建模分析,可以給出鈣鈦礦在實際應用條件下完整的發電性能(包括弱光發電和高溫下發電)和壽命預測。

          與晶硅組件相比,鈣鈦礦組件內在性能和外觀特征確實能給它的應用帶來很多不一樣的地方。比如,它溫度系數極低,弱光發電性能優異,這使得它與晶硅組件同場應用時(地面電站、分布式電站)具有更好的發電性能(單瓦發電量更高);另外,漂亮的外觀使得它在BIPV上可以大放異彩。根據這些特性,我們開發了鈣鈦礦標準組件、彩色半透明鈣鈦礦組件、鈣鈦礦發電石材和鈣鈦礦發電屋頂。

          《中國經營報》:從綜合性價比上看,你預計鈣鈦礦組件何時可與晶硅組件媲美?未來,鈣鈦礦電池技術能否成為市場主流?

          于振瑞:從綜合性能上看,鈣鈦礦電池技術成熟之后,效率更高、成本更低、單瓦發電量更高,其度電成本將顯著低于晶硅。所以,未來鈣鈦礦光伏產品成熟后,將會成為光伏行業降本增效的“終極武器”。

          我大膽預計,2025年是鈣鈦礦組件性能能夠與晶硅相媲美之年。屆時,鈣鈦礦組件從技術條件上應該具備與晶硅直接競爭的能力。同時,2025年也是鈣鈦礦組件大規模應用起始年,2023年和2024年會出現很多示范項目。

          《中國經營報》:如果鈣鈦礦產業崛起,是否將對晶硅產業鏈形成極大沖擊?這個時間需要多久?

          于振瑞:鈣鈦礦的產業鏈與晶硅差別非常大。鈣鈦礦產業崛起對晶硅產業鏈的沖擊力度,取決于未來的市場份額和競爭格局;而兩種技術的市場份額取決于鈣鈦礦技術的降本增效能達到什么高度。

          回顧光伏發展史,技術更新迭代從來就沒有停息。如果一種技術的度電成本優勢明顯,會迅速成為市場主流;如果兩種技術的度電成本差距不大,則會在較長時間內并存。

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