财聯社 11 月 16 日訊(記者 武超)本月以來,我國學界及産業界在鈣钛礦電池領域繼續突破。武漢大學、中國科學院等科研團隊在提升性能與穩定性等方面有了新進展,隆基綠能(601012.SH)、晶科能源(688223.SH)、明陽智能(601615.SH)等廠商也在轉換效率方面取得新突破。
财聯社記者從相關企業人士獲悉,目前布局領先的鈣钛礦廠商已經完成中試線的調試,正在打通量産工藝,籌備 GW 級産線。但要實現低成本大規模量産,仍需等待至少 2 年時間。
不過,鈣钛礦設備供應商在商業化上已經率先落地。京山輕機(000821.SZ)、捷佳偉創(300724.SZ)、德龍激光(688170.SH)相關人士均向财聯社記者表示,公司已經有鈣钛礦加工設備向客戶供貨并投入使用。其中,捷佳偉創還透露,今年鈣钛礦相關訂單超 2 億元。不過,上述公司均表示,目前的業務規模還不算大,放量尚待時日。
學界破解穩定性難題 廠商效率取得突破
鈣钛礦材料被業内認爲是光伏材料領域的未來之星。
環保與公用事業分析師許傑向财聯社記者稱,相對于晶矽類電池,鈣钛礦具備一些顯著優勢:一是理論轉換效率高達 50%;二是鈣钛礦原材料易得且制造流程明顯縮短。但是,目前在衰減快、壽命短、難以實現大尺寸等不少方面存在瓶頸,制約了其商業化進程。
爲了解決一系列問題,我國學界近期創造出不少成果。11 月 9 日,《自然》雜志在線發表了武漢大學物理科學與技術學院柯維俊教授、方國家教授團隊關于全鈣钛礦疊層太陽能電池的最新研究成果。該研究團隊提出了創新性的天冬氨酸鹽一體化摻雜策略,同時提高了窄帶隙鈣钛礦子電池的效率和穩定性。
基于上述策略,方國家、柯維俊團隊實現了穩态效率 27.62%。這是目前兩端全鈣钛礦疊層電池的世界最高效率之一,爲未來進一步打破鈣钛礦電池的效率瓶頸提供了方向。
中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所、中國科學院光伏與節能材料重點實驗室潘旭研究員和田興友研究員團隊與韓國成均館大學 Nam-Gyu Park 教授、華北電力大學戴松元教授合作,成功在反式鈣钛礦太陽電池研究方面取得新突破。相關成果也于 11 月 2 日在線發表于《自然》雜志。
據悉,該研究團隊首次發現鈣钛礦陽離子面外分布不均勻是影響電池性能的主要原因,并通過設計 1-(苯磺酰基)吡咯(PSP)作爲添加劑,均勻化鈣钛礦薄膜相分布,獲得了 26.1% 的光電轉換效率。這開辟了提升電池器件穩定性的新途徑,對推動商業化具有重要意義。
此外,産業界也傳來好消息。11 月 3 日,隆基綠能宣布,經美國國家可再生能源實驗室 ( NREL ) 認證,公司自主研發的晶矽 - 鈣钛礦疊層電池效率達到 33.9%,是目前全球晶矽 - 鈣钛礦疊層電池效率的最高紀錄。這也是自 2016 年有晶矽 - 鈣钛礦疊層電池效率記載以來,第一次由中國企業打破該紀錄。
11 月 8 日,據晶科能源官微消息,基于 N 型 TOPCon 的鈣钛礦疊層電池研發也取得重要突破,經中科院上海微系統與信息技術研究所檢測,其轉化效率達到 32.33%,大幅提升了同類疊層電池的轉換效率水平。
此外,明陽智能相關人士向财聯社記者表示,在光伏領域,公司積極推進鈣钛礦電池研發項目,研發團隊已經在提高效率、改善長期穩定性、封裝工藝等方面取得長足進步,并在籌備産業化。據公司近日披露,鈣钛礦薄膜電池(反式結構)轉換效率達到 25.11%,在鈣钛礦薄膜電池領域,達到世界領先水平。
布局企業面臨投入壓力 正發展大規模制備工藝
随着相關企業加大布局和開發力度,鈣钛礦電池也在逐步走向市場。财聯社記者根據 Choice 數據統計,目前已經至少有 26 家上市公司宣布涉及鈣钛礦領域。
不過,從業績方面看,不少鈣钛礦相關公司面臨壓力。有 14 家公司前三季度淨利潤同比下滑,下滑占比約 54%,顯示出該領域的研發投入和産線建設較爲複雜,支出成本較爲龐大。
例如,寶馨科技(002514.SZ)正在布局鈣钛礦 + 異質結疊層電池領域,公司前三季度淨虧損 3822.99 萬元,同比變動 -759.02%。據公司披露,爲拓展光伏業務,前三季度研發、管理、财務費用都相應增加,且因加大投資,在建工程金額同比增長 260.53%。
但根據公司調研紀要,寶馨科技已經取得進展,團隊的鈣钛礦 + 異質結疊層電池實驗室自測效率已超 30%。現階段,相關工藝規劃、技術路徑設計均在有序進行中。
奧聯電子(300585.SZ)也是較早布局鈣钛礦領域的公司之一,公司前三季度淨利潤爲 759.59 萬元,同比下降 63.67%。今年早前,公司鈣钛礦電池業務的合夥人胥明軍,被中國華能旗下的清研院發公衆号信息舉報履曆失實,引起廣泛關注。不過近日,公司宣布,由子公司奧聯光能自主研發的首片 60cm × 60cm 鈣钛礦組件成功下線,顯示出公司在大面積鈣钛礦薄膜制備關鍵領域取得突破。
奧聯電子 11 月 13 日也在投資者互動平台表示,公司鈣钛礦太陽能電池項目正在有序推進,其中鈣钛礦太陽能電池實驗室已于 2023 年 4 月完成建設并投入使用,相關電池研發試制及效率認證持續進行中;50MW 級鈣钛礦太陽能電池中試線已完成核心工藝設備的單機調試,并基本完成核心工藝設備的整線搭建,目前正在進行整線工藝調試,并同步進行相關電池研發試制及效率認證,目前整體生産經營有序推進。
賽伍技術(603212.SH)11 月 10 日在投資者互動平台表示,公司用于柔性鈣钛礦組件高阻水背闆已面向海外客戶正式交付,該産品目前屬于細分市場産品,相對于公司整體營收占比較小。
另外,極電光能投資建設的 150MW 全球最大的鈣钛礦光伏組件生産線已經開始試生産,全球首條 GW 級鈣钛礦光伏生産線已簽約落地無錫。
淨利潤正增長的鈣钛礦電池概念股中,皇氏集團(002329.SZ)、聆達股份(300125.SZ)、天合光能(688599.SH)增幅居前,分别爲 203.41%、124.39%、111.34%。
皇氏集團近期在投資者互動平台上表示,目前鈣钛礦 / 晶矽疊層技術日趨成熟,具備良好的産業化前景,公司與外部團隊共同進行鈣钛礦疊層電池技術的研發和生産應用,以提升公司太陽能電池項目的産品效率。
天合光能披露的投資者關系活動記錄表顯示,在鈣钛礦疊層技術方面,公司早在 2014 年就主導了江蘇省科技支撐計劃項目 " 新型鈣钛礦結構太陽電池關鍵技術研究 ",圍繞鈣钛礦單結、鈣 / 矽疊層、鈣钛礦電池表征及器件穩定性等進行持續多維度研發,形成了相關技術儲備。
" 賣鏟人 " 率先受關注 多家廠商訂單交付
盡管各制造環節産能落地仍面臨不确定性,但作爲核心設備 " 賣鏟人 ",已經率先嘗到了産業升級的紅利。财聯社記者關注到,多家上市公司正規劃爲鈣钛礦電池生産提供設備,并已實現批量出貨。
京山輕機相關人士向财聯社記者介紹,公司在鈣钛礦設備上已有兩年左右的布局,目前蒸鍍設備、PVD 設備等已經向下遊客戶進行供貨,并與相關高校科研團隊進行下一步的合作研發。但現階段在生産方面不計成本,或難以實現利潤貢獻。據評估,現階段 GW 級整線設備投資 10 億元左右,未來規模化量産以後,有可能降到 5 億元 /GW。
" 通過近期與業界溝通交流,我們認爲,下遊客戶實現量産還需要 2-3 年的時間,因此公司設備業務放量也需要等待時間。" 該人士表示。
捷佳偉創近日披露,公司順利出貨大面積鈣钛礦薄膜立式量産設備,包括用于鈣钛礦的 RPD 和 PVD 設備,此前公司的 RPD 設備已在該客戶的鈣钛礦研發線上投入使用,助力客戶在鈣钛礦組件上實現了超過 19% 的第三方認證轉換效率。
捷佳偉創相關人士向财聯社記者稱,目前公司已具備鈣钛礦單結電池、鈣钛礦疊層電池的整線設備供應能力。但當前行業還處于起步階段,技術轉化落地需要一定時間,公司業務量還不是很大。如後續下遊客戶需求增長,設備訂單則有望增加。
根據公告,10 月初,捷佳偉創的鈣钛礦産業化項目在常州奠基,将新增 150 畝用地,提高公司在鈣钛礦以及鈣钛礦疊層的研發制造能力和競争力。
曼恩斯特(301325.SZ)披露的投資者調研記錄顯示,在鈣钛礦太陽能及氫能領域,公司已形成智能裝備訂單,正加速推進規模化量産。其中,鈣钛礦太陽能的狹縫式塗布機,最大基闆尺寸可達 2300 × 1200mm,目前已有銷售訂單的尺寸爲 1200 × 600mm。
激光加工設備也得到相應廠商的重視。德龍激光相關人士向财聯社記者稱,公司鈣钛礦薄膜太陽能電池激光加工設備在去年就已交付客戶并投入使用,同時,公司不斷開拓新客戶,今年前三季度已有新客戶訂單順利落地。" 但整體收入規模還太高,去年與今年截至目前,均是約 1 千萬元。"
帝爾激光(300776.SZ)近日也披露稱,一直保有鈣钛礦激光技術儲備,已有鈣钛礦工藝設備訂單的交付。
另外,在輔材領域也針對鈣钛礦有所進展。銀漿龍頭聚和材料(688503.SH)披露的券商督導報告顯示,公司光伏銀漿産品線覆蓋了目前市場上所有主流電池技術路線,包括新一代 PERC+SE 電池、N 型 TOPCon 電池,HJT 電池、XBC 電池和鈣钛礦晶矽疊層電池。