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钙钛矿——光伏电池的“明日之星”(下)

  • 作者:牛奶
  • 2023-02-05 11:45:01
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2 纯钙钛矿电池可颠覆晶硅的潜在路线,产品化商业化尚需时日

2.1、 纯钙钛矿电池制造环节包括10步,镀膜设备价值量占比较高

纯钙钛矿电池的制造环节包括10步主受光面TCO和ETL沉积、P1激光划线、钙钛矿层涂覆、HTL层沉积、P2激光划线、背面TCO沉积、P3激光划线、P4激光清洗、层压封装、测试,其中镀膜设备价值量占比较高。

2.2、量产难点在于设备端和工艺端尚未成熟,商业化难点在于实际应用场景中的长时间稳定性数据验证

设备端钙钛矿层之后的镀膜均匀性问题是量产的核心难点,RPD和蒸镀设备也有待成熟。由于钙钛矿材料较为敏感,当前制约钙钛矿电池量产的核心难点在于钙钛矿层制备完之后,怎样做到在保护钙钛矿层的前提下去实现钙钛矿层之上的均匀镀膜。由于钙钛矿材料在水氧、高温等环境下都会分解,因此磁控溅射PVD或电镀均不能使用,只能使用蒸镀或RPD的方式来进行镀膜,但都会存在镀膜不均匀的问题,导致不同位置发电功率存在差异。同时,由于纯钛钙钛电池是串联结构,电流会取电路中的最小值,即具有短板效应,因此镀膜不均匀会导致各个子电池电流不一致,纯钙钛矿电池只会取其中的最小电流,导致电池或组件的整体效率降低。此外,RPD还存在材料利用率低,维护成本高,设备稼动率不高,专利授权等方面的问题。

工艺端当前钙钛矿电池的生产工艺路线尚不统一,材料或设备上无法统一供应链而形成规模效应。工艺上,尽管钙钛矿组件的制造设备约70%可以在LCD面板行业中找到,但当前各家从事纯钙钛矿电池生产或钙钛矿叠层电池生产的企业之间,从材料的配方(钙钛矿层,缓冲层材料体系、添加剂和钝化材料),到设备的选择,到工艺流程的控制等环节都不尽相同,短时间内还无法统一供应链而形成规模效应,工艺路线的确定对于规模化降本来说至关重要。

应用场景端纯钙钛矿电池的蓬勃发展需要建立在对晶硅电池的性价比超越和稳定性验证上,进而在大电站实现规模化商业应用,BIPV并不应是关注重点。由于理论上纯钙钛矿电池的效率相比晶硅电池更优,且成本上相比晶硅电池更低,因此,我们认为纯钙钛矿电池在大电站的规模化商业应用场景才是真正的理想出路。由于BIPV的市场空间相对大电站较小,定位于BIPV市场的纯钛矿矿路线不一定在规模化降本上相比晶硅电池有优势,叠加稳定性尚待验证下,尽管柔性钙钛矿电池组件天然适合BIPV应用,但从产业实际发展来看BIPV的市场不一定真正适合钙钛矿电池的真正崛起。大电站场景下纯钙钛矿电池需要解决的问题是长时间的稳定验证,目前晶硅电池稳定使用寿命可达到25年,而钙钛矿材料在水氧、高温等环境下稳定下较差,实际使用寿命依然有待更多数据进行验证。据极电光能联合创始人邵君介绍,目前业内普遍对钙钛矿电池能否沿用晶硅的IEC测试有疑问,钙钛矿行业亟需建立标准体系。总之,尽早找到合适下游应用场景,依靠较长时间的稳定性验证数据以提高客户端对新技术的接受度,对于纯钛矿电池路线也同等重要。

2.3、产业进展一级市场异彩纷呈,二级市场宁德率先发力

2.3.1、一级市场协鑫光电、纤纳光电、极电光能、仁烁光能、大正微纳、无限光能、万度光能,多家企业齐头并进各有亮点

协鑫光电(B轮)国内纯钙钛矿电池领军企业,率先实现大面积组件量产

团队以范斌博士为核心带头人,已完成B轮融资。昆山协鑫光电材料有限公司的技术团队是以瑞士EPFL博士范斌为带头人,是国内较早从事钙钛矿组件生产线开发的团队。2017年,公司被全球最大的光伏集团协鑫收购,后续道达尔能源、宁德时代等公司陆续成为公司股东。2021年3月完成新一轮过亿融资,凯辉能源基金领投,2022年5月12日,完成数亿元人民币B轮融资,由腾讯创投领投,资金将用于进一步完善公司100MW钙钛矿生产线和工艺。

拥有100MW产线,年内组件效率目标为16%,2025年计划建设5-10GW产线。2019年,协鑫光电的45cm x 65cm 的钙钛矿光伏组件经全球权威光伏组件商业认证机构 TÜV 认证,效率达15.31%;2020年开始建设100MW产线,2022年5月公司1m x 2m钙钛矿光伏组件正式下线,100MW产线也已经在昆山完成厂房和主要硬件建设,计划2022年完成工艺开发并投入量产,2022年组件效率目标为16%,2023年预计达到18% ,2024年公司计划建设1GW产线,组件效率达到20%,2025年计划建设5-10GW产线,组件效率达到22%。

纤纳光电(C轮)七次刷新钙钛矿小组件效率世界纪录,钙钛矿组件α全球首发

姚冀众博士和颜步一博士联合创立,七次刷新钙钛矿小组件转换效率世界纪录。2015年,姚冀众从英国伦敦帝国理工学院博士毕业后回国,和同学颜步一在杭州未来科技城共同创立了纤纳光电,从事钙钛矿电池的研发生产。2021年1月,公司宣布完成C轮融资,共计3.6亿元,由三峡资本领投,京能集团、衢州金控、三峡招银等资方跟投。公司目前七次刷新钙钛矿小组件转换效率世界纪录,2022年9月23日,公司钙钛矿太阳能小组件在稳态连续输出下的效率提升至21.8%,.35cm2,该成果经日本权威机构JET(日本电气安全与环境科技研究所)测试认证,同时公司已获得全球首个钙钛矿加严稳定性测试认证。

拥有100MW产线,实现钙钛矿α组件全球首发。公司在浙江衢州建有国内首个钙钛矿产业基地,2018年,公司20MW基地中试线产能投产,投资额5050万;2020年,杭州纤纳光电宣布,衢州纤纳新能源科技有限公司5GW生产基地落成典礼暨钙钛矿生产线投产仪式举行,总投资额54.6亿元;2022年初,公司100MW钙钛矿规模化产线建成投产;2022年2月开建了全球首个钙钛矿集中式光伏地面电站,电站装机规模为12MW;2022年5月20日,纤纳光电钙钛矿α组件全球首发,该组件采用纤纳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;2022年7月28日,纤纳光电在浙江衢州举行了首批α组件的发货仪式,此次发货数量为5000片,用于省内工商业分布式钙钛矿电站。α组件每40秒就能制造出一片α组件,实现了高效、稳定、节能的连续性生产。据姚冀众介绍,5000片α组件的顺利出货,标志着纤纳自主研发的钙钛矿产品进入实质性商业化阶段。

极电光能(pre-A)最早开建GW级产线,规划产能达6GW


核心成员包括M.K.Nazeeruddin教授、郑策和邵君等,300cm²钙钛矿组件效率18.2%。极电光能是长城控股投资的一家专攻钙钛矿光伏、光电及前驱体材料的产业化技术开发和应用的企业, 团队由极电光能首席科学家、全球钙钛矿领域顶级专家、国际知名院士M.K.Nazeeruddin教授领衔。2018年,全球第一批研究钙钛矿太阳电池的技术专家郑策和邵君两位骨干成员加入,长城钙钛矿团队正式形成。在大尺寸钙钛矿光伏组件上(300cm²),2022年公司

创造了18.2%转换新的世界纪录。

使用的是可实现大面积制备、高效率和高稳定性的“极创+”整体解决方案,这也是继2021年公司在63.98cm²组件上取得20.5%认证效率之后的又一重大突破。

150MW钙钛矿电池试制产线即将投产,规划产能已达到6GW。产能方面,公司2022年已在无锡建有4500平方米研发创新中心以及全球规模最大的150MW钙钛矿光伏组件试制线,该产线即将投产,达产后年产值可达3亿元。2022年8月,公司计划在锡山经济技术开发区设立极电光能钙钛矿创新产业基地,项目总投资额30亿元,计划建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线、100吨钙钛矿量子点生产线、全球创新中心及总部大楼。根据北极星太阳能光伏网,极电光能将在2023年的年初投入超过50亿建设6GW的产能,第一期将在2023年建设1GW,2024年、2025年再分别追加2GW和3GW的产能。

与湖北大治全钙钛矿叠层电池领军企业,多次打破世界纪录签约新能源项目,项目装机规模2.8GW。2022年4月18日,极电光能与大冶市人民政府、智能科技在湖北大冶举行“大冶新能源项目签约暨长冶新能源揭牌仪式”。大冶新能源项目装机规模达2.8GW,总投资金额约120亿元。

仁烁光能(pre-A)全钙钛矿叠层电池领军企业,多次打破世界纪录


南京大学谭仁海教授领衔,150MW量产线落地中。仁烁光能2021年成立,公司创始人为南京大学谭海仁教授,公司成立伊始即获得5000万天使投资,由前协鑫集团拥有丰富产业化经验的核心高管团队参与领投,并负责公司科研成果产业化落地。2022年8月26日,公司完成数亿元Pre-A轮融资,由三行资本领投,中科创星、苏高新创投、金浦智能、险峰长青、云启资本、中财产业基金等知名机构跟投,本次募集资金主要用于150MW钙钛矿组件量产线落地。

全钙钛矿叠层电池转换效率世界纪录保持者,规划5年建设数条GW级别钙钛矿组件产线。2022年6月,仁烁光能宣布小面积全钙钛矿叠层电池稳态认证效率高达28%,该技术已实现超越单晶硅电池的实验室最高效率26.7%,大面积叠层电池认证效率为24.2%,此外,公司通过可产业化制备技术实现了认证效率21.7%的全钙钛矿叠层电池组件。公司10MW钙钛矿叠层研发线已经建设成功,据公司联合创始人沈承勇介绍,仁烁光能预计未来五年内,将建设数条GW级别的钙钛矿电池组件生产线,批量生产效率高、成本低、性能优的钙钛矿电池组件,并深度绑定电动汽车、BIPV及消费电子,致力于在该领域实现市场占有率行业领先的地位。

全钙钛矿叠层电池理论效率更高,难点在于上下两层钙钛矿电池的互联和宽窄带隙的钙钛矿材料研究。谭仁海表示,钙钛矿可以和晶硅或其它吸收红外光的材料进行叠层。这当中,钙钛矿和钙钛矿进行叠层的效率最高的,理论效率可达到43%以上,可实现效率在35%左右,并且将来钙钛矿叠层的成本降幅也更有优势。谭海仁介绍,开发全钙钛矿叠层电池面临着和单层钙钛矿电池类似的挑战。此外,特殊的挑战在于上下两层钙钛矿的互联问题,以及宽带隙和窄带隙钙钛矿材料本身的研究。

全钙钛矿叠层电池理论效率更高,难点在于上下两层钙钛矿电池的互联和宽窄带隙的钙钛矿材料研究。谭仁海表示,钙钛矿可以和晶硅或其它吸收红外光的材料进行叠层。这当中,钙钛矿和钙钛矿进行叠层的效率最高的,理论效率可达到43%以上,可实现效率在35%左右,并且将来钙钛矿叠层的成本降幅也更有优势。谭海仁介绍,开发全钙钛矿叠层电池面临着和单层钙钛矿电池类似的挑战。此外,特殊的挑战在于上下两层钙钛矿的互联问题,以及宽带隙和窄带隙钙钛矿材料本身的研究。

大正微纳柔性钙钛矿薄膜太阳能电池组件以及相关设备领军企业


组件方面具备10MW产线,大尺寸组件样品预计2022年完成,设备方面狭缝涂覆设备性能指标领先。公司前身为“领旺(上海)光伏科技有限公司”,于2016年在上海成立,为国内第一梯队钙钛矿创业公司。2019年5月公司至镇江市高新区,成立大正微纳。2017年8月;突破大面积电池工艺,第一块大面积柔性组件诞生,100*100mm;2017年12月,柔性钙钛矿电池达到18.5%,当时世界最高记录;中试量产准备。相继在电池稳定性、工艺连续性、设备自动化,封装完善等有重大突破;目前具备10MW产线,2021年4月,MW级柔性钙钛矿薄膜中试产线搭建完毕;2022年4月,启动100MW柔性钙钛矿量产融资及产业化技术准备,大尺寸样品600*1200mm制作中。公司柔性钙钛矿组件已获得国内一线手机厂的测试订单,且与国家能源集团签订试点项目并和镇江谏壁电厂签订合作协议。设备方面,公司狭缝涂覆设备性能指标领先实验室级别 100*100mm,350*350mm,量产600*1200mm,研发型狭缝涂覆设备,刀头宽度范围Max 350mm,膜厚均匀性±3%。

万度光能全丝网印刷工艺生产,规划产能10GW


公司集成了国际上第一个万瓦级钙钛矿示范型实验电站。万度光能自成立以来在极短时间内实现了全球最大面积3600cm2钙钛矿组件,并集成了110㎡国际上第一个万瓦级钙钛矿示范型实验电站,在器件成本控制、大面积及稳定性方面达到国际领先水平,取得一批具有自主知识产权的原创性研究成果,开发了可印刷钙钛矿太阳能电池技术,成功实现高效、稳定和低成本的太阳能电池。

全丝网印刷工艺生产,成功后产能将扩大至10GW。公司投资60亿元用于可印刷介观钙钛矿太阳能电池生产基地项目,投建了全丝网印刷工艺生产的 200MW 介观钙钛矿组件产线,正式签约落户湖北省鄂州市葛店经济技术开发区。公司的核心目标是在廉价条件下获得高效稳定的太阳能电池技术,为实现平价光伏发电提供新的途径。该项目占地面积约110亩,拟分两期建设,第一期建设一条200MW级可印刷介观钙钛矿太阳能电池大试线落地,成功后扩充至10GW产能,满足光伏市场对廉价太阳能电池的需求。

无限光能(天使轮)


承接清华大学科研成果,2022年三季度完成试验线建设,计划2024年建成100MW商业化量产线。无限光能承接了清华大学太阳能转化与存储实验室的科研成果,联合薄膜太阳能电池、OLED、半导体设备等相关领域的技术专家,组成公司核心产业化团队,致力于开发高效率、长寿命、低能耗、低成本、多应用场景的钙钛矿光伏技术。2022年6月,无限光能获数千万元天使轮融资,耀途资本、光跃投资、碧桂园创投等领投。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,预计将在三季度完成试验线建设,年内实现大尺寸电池模组批量下线。下一步,公司将启动10 MW级中试线建设,进一步优化工艺参数,建立标准化操作流程,培养工艺技术人员,为实现2024年建成100MW级商业化量产线奠定坚实基础。

2.3.2 二级市场宁德搭建中试线,西子节能入股众能光电

宁德时代

2022年5月5日,公司表示钙钛矿光伏电池研发进展顺利,目标尺寸1.2mx0.6,正在搭建中试线。

西子节能

参股公司众能光电为国内钙钛矿组件和设备领先企业,在建钙钛矿组件产能200MW。公司参股10%的杭州众能光电科技有限公司在国内专业从事钙钛矿太阳能光伏组件以及相关装备的研发和产业化,公司核心研发团队由海外院士,国家万人,杰青等业内领先专家组成,拥有近20项发明和实用新型专利,主要从事薄膜光电器件和相关装备的研发和生产。公司拥有业内领先的钙钛矿太阳能电池生产线的供货业绩,64cm2和3000cm2的组件效率分别达到20%和17%,处在国际先进水平,在建钙钛矿太阳能光伏组件生产线产能达到200MW/年。截至2021年末,钙钛矿激光划线刻蚀设备出货50台套,钙钛矿PVD设备出货量30台套,具有国内首个准MW级整体生产线供货业绩。

3   钙钛矿叠层电池主流企业布局彰显心,HJT-钙钛矿叠层发展路径愈发确定

3.1、钙钛矿与Topcon叠层需做较多改造,理论上与HJT叠层更为合适

异质结电池和钙钛矿电池做叠层更为理想,可发挥异质结电池填充因子高和开压高的优势,topcon电池和钙钛矿电池做叠层需改动环节相对较多,且会减少topcon电池电流高的优势。一般来说,相比topcon电池,异质结电池与钙钛矿电池进行叠层更为理想。一是异质结电池结构相比topcon电池本身更适合叠层因为钙钛矿电池与异质结电池进行叠层,异质结电池表面本身就是TCO,异质结电池的产线无需做更改,而topcon电池与钙钛矿电池进行叠层,topcon正面的氮化硅和氧化铝由于是绝缘体不能导电,需要先把氧化铝和氮化硅去掉,或加入进一步掺杂和钝化工艺;二是topcon电池与钙钛矿电池进行叠层的话自身基于电流高的效率优势会被浪费从实际量产效率来看,topcon和异质结相差不大,但效率的构成参数不同,异质结电池电压高,电流低,topcon 电池开压不高,但电流比较高,主要原因为异质结表面 TCO的透光性不如topcon表面的氮化硅。如果做叠层电池,异质结受光面 TCO 依然是 TCO, topcon 表面也需要变成 TCO ,那么topcon电池本身电流高的优势就没有了,理论上钙钛矿-topcon叠层电池的效率相比HJT-钙钛矿叠层电池更低。不过钙钛矿-topcon叠层电池依然值得关注,2022年6月,澳大利亚国立大学Klaus Weber,北京大学周欢萍以及晶科能源Peiting Zheng等人使用topcon晶硅电池作为底部电池,以及钙钛矿薄膜作为顶部电池,制备了单片钙钛矿/topcon叠层器件。该器件的效率为27.6%,相关工作发表于《Advanced Energy Materials》。

3.2、钙钛矿/HJT叠层电池为串联结构,可输出超高电压提高转换效率

钙钛矿与异质结具有良好的叠层电池匹配度,可形成较单结 PSCs 效率更高的叠层电池。异质结是指将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅基片上,在交界面形成的空间电荷区(PN结),具有单向导电性。具有本征非晶层的硅异质结电池片中同时存在晶体和非晶体级别的硅,非晶硅能更好地实现钝化效果,提高开路电压和转换效率。叠层电池根据禁带宽度从小到大,可依次将不同材料按从底向顶顺序而组成。叠层电池上面是钙钛矿电池,底下是异质结电池,钙钛矿吸收中短波长的光,中长波的光透过钙钛矿由异质结吸收,通过光学和叠层的设计来输出超高电压。在转化率贡献上,异质结可以贡献25%-26%的转化率,而钙钛矿叠层则是增加其3%-5%增量效益。值得注意的是,由于钙钛矿电池与硅异质结电池均为P-N结构,如果将二者直接串联,接触界面会形成反PN结,导致电压相互抵消而不导电,需要增加过渡层,隧穿结或过渡层也是P-N结构,过渡层需要同时满足可导电、透光性好、有一定厚度几个条件,来联接两个子电池。

3.3、微晶、钙钛矿叠层是HJT电池提效主要手段,关注HJT降本进展

钙钛矿-异质结叠层电池是基于晶硅产业进行发展,相比于纯钙钛矿电池路线有望率先实现量产。对于许多有硅技术积累的公司来说,晶硅叠加钙钛矿是一个既能利用原有产线和技术积累、又能降本增效的路线,且不像纯钙钛矿电池一样需要完全重塑产业链,相比于纯钙钛矿电池可能更有希望率先实现量产。

HJT电池主要增效路径双面微晶工艺和HJT-钙钛矿叠层。目前对于异质结电池来说,将转换效率进一步提高的路径主要有两种,一是微晶工艺,通过PECVD制作的微晶n层较非晶n层主要是FF具有优势,效率绝对值高0.2%以上,且电流相对较低,后续优化方向为微晶硅氧n层,同时组件端CTM对比,微晶n层工艺比非晶n层效率绝对值高接近1%;二是HJT-钙钛矿叠层电池,HJT-钙钛矿叠层电池实验转换效率目前已达到31.3%,超过晶硅电池的实验室效率。纤纳光电创始人姚冀众表示叠层电池中约有2/3的转换效率来自钙钛矿,1/3来自晶硅层,钙钛矿-异质结叠层电池的量产目标效率28%。

HJT电池主要降本路径硅片减薄、少银化和少铟化。异质结电池目前硅片薄片化、TCO降本(少铟或无铟)、银浆降本(银包铜或铜电镀,新型种子层开发)。硅片减薄方面,硅片成本是电池片成本构成中的主要环节,通过使用更薄厚度的硅片可以较大幅度降低硅片成本;银包铜方面,假定银浆价格为7000元/kg,当HJT银浆单W消耗由27mg降至17mg时,则会带来单W成本 0.07元的下降。由于钙钛矿-异质结叠层电池是基于异质结之上进行发展,因此HJT电池的具体降本增效进展对于叠层电池的影响也相对较大。

3.4、钙钛矿-异质结叠层电池发展路线逐渐清晰,主流企业均已有技术储备

3.4.1、已有中试线华晟新能源、牛津光伏。

华晟新能源—异质结领军企业,明确钙钛矿-异质结叠层电池发展路径

已完成HJT-钙钛矿中试线,实现M6大面积叠层均匀制备,计划2025年实现G12异质结钙钛矿晶硅叠层电池效率30%。2022年9月2日,安徽华晟新能源科技有限公司CEO周丹在上海作主题报告《HJT的量产现状与展望》。周丹表示,作为业内首家同步布局单面微晶、双面微晶、HBC、铜电镀、HJT/钙钛矿叠层电池研发的企业,华晟拥有清晰的叠层电池工艺路线及发展规划,目标在2025年,实现G12异质结钙钛矿晶硅叠层电池效率30%,G12-132组件功率840W+。公司已完成HJT-钙钛矿中试线,实现M6大面积叠层均匀制备,在相关知识产权布局上也已初见成果。

现有HJT电池、组件产能各2.7GW,“十四五”期间规划产能达20GW。华晟新能源现已拥有高效HJT电池、组件产能各2.7GW,另有在建产能7.5GW,规划“十四五”期间实现总产能20GW;2022年1月25日,总投资57亿元的华晟新能源5GW异质结电池及组件项目落户无锡市锡山经济技术开发区。2022年4月29日,华晟三期4.8GW双面微晶异质结智能工厂项目第一阶段2.4GW高效异质结工厂土建招标已正式挂网,于5月26日开工。4.8GW项目将在2023年Q1-Q3分两期完成全部设备搬入和调试投产;2022年5月,华晟新能源与大理州政府、华能澜沧江水电股份有限公司正式签署合作协议,将在大理经济技术开发区落地5GW双面微晶高效异质结电池与组件项目,项目首期规划建设2.5GW高效电池与组件产能。

牛津光伏—金风科技入股,已有100MW钙钛矿叠层电池产线

2020年实验室效率接近30%,已有100MW钙钛矿叠层电池产线。牛津光伏成立于2010年,是钙钛矿-硅串联太阳能电池的制造商。2019年3月,金风科技与牛津光伏联合宣布,金风科技以战略投资者身份领投牛津光伏D轮融资,投资金额2100万英镑。2020年12月牛津光伏宣布,其钙钛矿/硅串联结构的效率再创新高,已接近30%的里程碑,达到29.52%。2021年7月,牛津光伏Oxford PV宣布,其已经完成了位于德国勃兰登堡的100MW钙钛矿叠层电池生产线的安装,有望在2022年初开始钙钛矿电池的商业生产。

3.4.2、已有实验线晶科能源、通威股份

晶科能源—建立大面积钙钛矿电池及组件研发线,Topcon/钙钛矿叠层太阳能电池效率达27.6%。

已建立大面积钙钛矿电池及组件研发线,Topcon/钙钛矿叠层太阳能电池效率达27.6%。晶科能源表示,正推动钙钛矿电池技术从实验室研究到未来产品量产工艺方案的开发,已建立大面积钙钛矿电池及组件研发线,与国内外知名高校建立了产学研合作。2022年6月,澳大利亚国立大学Klaus Weber,北京大学周欢萍以及晶科能源Peiting Zheng等人使用Topcon结构的晶硅电池作为底部电池,以及钙钛矿薄膜作为顶部电池,制备了单片钙钛矿/Topcon叠层器件,该器件的效率为27.6%。2022年10月17日,晶科能源再次创造了182尺寸大面积 N 型单晶钝化接触(TOPCon)电池转化效率26.1%的世界纪录,且电池量产平均效率超过24.8%,Topcon电池及组件的各项指标正在稳步提升。

通威股份—钙钛矿实验室已经建立完成,首块钙钛矿电池有望年内下线

钙钛矿实验室已经建立完成,首块钙钛矿电池有望年内下线。根据公司2022年中报,通威股份已全面开始了对钙钛矿/硅叠层电池的研究与开发,目前公司HJT电池最高实验室效率已达25.67%。公司董事长谢毅表示,钙钛矿实验室已经建成,预计2022年首块钙钛矿电池将下线。

3.4.3、中试线规划建设中宝馨科技、杭萧钢构、曜能光电

宝鑫科技—异质结新进入者,同步布局钙钛矿-异质结叠层

新布局2GW异质结电池项目,并与苏州大学教授彭军、杨新波签订合作协议,计划2年内完成100MW钙钛矿或HJT-钙钛矿叠层电池产线。宝馨科技此前在安徽怀远总投资16.8亿元布局HJT项目,一期建设2GW的N型高效太阳能电池片及高效光伏组件。2022年8月31日,宝馨科技拟与苏州大学特聘教授和博士生导师彭军、杨新波签订《项目合作框架协议》并建立项目公司,其中,宝馨科技拟对项目公司增资6000 万元,项目公司将在增资后6个月内完成“钙钛矿电池和HJT-钙钛矿叠层电池研发实验室”的规划建设与研发团队建设,开展钙钛矿电池和HJT-钙钛矿叠层电池实验级产品开发、量产生产工艺开发等研发工作,并在未来 2 年内完成“100MW 级钙钛矿电池或HJT-钙钛矿叠层电池产线”的工艺规划、技术路径设计和产线的整体建设。

与张春福教授、朱卫东副教授、大禹实业成立合资公司,继续加码HJT-钙钛矿叠层电池研究,5年内完成钙钛矿异质结电池叠层量产的目标。2022年9月20日公司宣布拟与张春福教授、朱卫东副教授、安徽大禹实业集团有限公司就“HJT-钙钛矿叠层、钙钛矿电池”产业化技术开发及产品推广达成合作意向,拟签署《项目投资合作协议》及成立合资公司。合资公司负责开展钙钛矿-异质结叠层电池技术的研发、开展钙钛矿-异质结叠层电池产业化技术研究以及商业化解决方案推广,并将相应技术应用于公司异质结电池项目,预计后年进入中试阶段,5年内完成钙钛矿异质结叠层电池量产的目标。

杭萧钢构—2022年底投产首条100MW晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线

计划2022年底投产首条100MW晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线,目标转化效率为28%以上。2022年7月6日,杭萧钢构在互动平台上表示,子公司合特光电计划2022年底投产首条100MW晶硅薄膜+钙钛矿叠层电池中试线,目标转化效率为28%以上。根据持股计划中约定的“业绩考核”要求,合特光电要在不晚于2023年5月10日实现高转化效率钙钛矿/晶硅薄膜叠层电池100兆瓦中试线投产,且电池转化效率达到28%以上。电池的生产设备是根据公司自主设计的生产工艺,向相关设备供应商进行定制采购,生产的高效电池可直接应用于合特的BIPV系列建材产品。

曜能光电(A轮)—2022年下半年开始建设中试车间,预计2023年建成

2022年7月到北京中关村通州园就“中试线场地”选址考察,预计2023年底建成投入使用。北京曜能科技有限公司成立于2017年,是全球最早进行钙钛矿太阳能电池产业化研发的团队之一,公司团队成员自2013年起在美国开始进行钙钛矿太阳能电池技术研发。2021年8月,高瓴气候变化投资团队参与了曜能科技数千万A轮融资。曜能科技的钙钛矿/晶硅叠层光伏技术,能够与晶硅技术深度结合,突破传统单结太阳能电池的产业化光电转换效率极限,进一步降低光伏发电成本。公司计划2022年下半年开始建设中试车间,7月公司项目组到中关村通州园就“中试线场地”选址进行考察,预计2023年底投入使用。

3.4.4、研究阶段隆基绿能、晶澳科技、天合光能、东方日升、中来股份、爱康科技、聆达股份

隆基绿能公布钙钛矿-异质结叠层电池专利,该叠层电池包括底电池、空穴传输层、钙钛矿吸收层和透明导电层。

晶澳科技研发中心积极研究和储备 IBC 电池、钙钛矿及叠层电池技术,保持核心竞争力;

天合光能根据公司2021年年报,天合光能正在开展钙钛矿/晶硅两端叠层太阳池的设计、制备研究,进展或阶段性成果包括参与国家重点研究技术,聚焦高效N型Topcon/钙钛矿叠层电池及高效HJT/钙钛矿叠层电池的研究,完成钙钛矿调研报告、完成稳定性测试系统搭建,拟达到目标钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳电池效率大于29%;

东方日升公司有一支团队主攻钙钛矿技术的研究,主要研究方向是叠层电池,目前研究成果处于保密阶段。2022年投建钙钛矿及叠层电池实验线;

中来股份2021年年报显示,公司为了开发新一代的高效叠层电池技术,提前布局下一代产品,提升公司竞争力,中来投入研发钙钛矿/Topcon叠层电池关键技术,以达到正面效率大于26%的目标。2022年8月,中来股份表示,公司的钙钛矿叠层电池正在研发中,现阶段重点在研发匹配钙钛矿的底层电池;

爱康科技涉足钙钛矿材料与HJT叠层电池技术的研发;

聆达股份2022年6月21日,聆达股份在互动平台表示,目前公司钙钛矿电池技术仍处于研究论证与规划阶段。


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