記者｜馬悅?cè)?/p>
無論是近日鬧得沸沸揚揚的奧聯(lián)電子（300585.SZ）胥明軍履歷事件，還是不斷刷新的光電轉(zhuǎn)換效率世界紀錄，都離不開一個詞——鈣鈦礦。
當(dāng)前，光伏電池技術(shù)正處于新舊迭代的關(guān)鍵期，N型高效電池已邁入規(guī)模化量產(chǎn)階段，第三代技術(shù)鈣鈦礦電池也闖入大家視野，并獲得各路資本熱捧，相關(guān)概念股瘋漲。
相對于晶硅電池，鈣鈦礦電池理論上擁有更高的光電轉(zhuǎn)換效率，單結(jié)理論效率超過30%，且具有產(chǎn)業(yè)鏈更短等優(yōu)勢。但業(yè)內(nèi)也有觀點認為，鈣鈦礦電池存在穩(wěn)定性差等缺陷，大多企業(yè)停留在實驗室或中試線階段，產(chǎn)業(yè)化進程仍很初期。
鈣鈦礦電池技術(shù)的發(fā)展前景如何？會重蹈二代薄膜電池潰敗覆轍，還是具有顛覆晶硅體系的可能性嗎？是否會真的成為下一個光伏投資風(fēng)口？
日前，界面新聞分別邀請了三位行業(yè)專家就鈣鈦礦電池相關(guān)議題進行討論。他們分別是極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁于振瑞，通威股份光伏技術(shù)中心先進技術(shù)部長龍巍，中金公司研究部風(fēng)光公用環(huán)保行業(yè)分析師苗雨菲。
以下為對話實錄，刊發(fā)時有所刪節(jié)。
如何看待鈣鈦礦的資本熱潮？
極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁于振瑞認為，資本青睞鈣鈦礦，主要因技術(shù)的先進性。鈣鈦礦電池的效率天花板較高，成本顯著低于晶硅，有望成為一種顛覆性的光伏技術(shù)。資本保持適當(dāng)熱度，對行業(yè)獲取更多資源、協(xié)助發(fā)展非常有利。
“在產(chǎn)業(yè)化熱潮激發(fā)下，學(xué)術(shù)界對鈣鈦礦的研究也保持高熱度；設(shè)備端同樣加入量產(chǎn)陣營，各方互動對縮短開發(fā)周期非常有益?！庇谡袢鸨硎荆诉^程中可能混有雜音，屬于新技術(shù)發(fā)展初期的正常情況。
通威股份光伏技術(shù)中心先進技術(shù)部長龍巍也認為，資本關(guān)注是基于鈣鈦礦技術(shù)基礎(chǔ)。鈣鈦礦單結(jié)效率已和晶硅相差無幾，更重要的是它可以與其他材料形成疊層電池，有望成為唯一效率30%以上、低成本大規(guī)模應(yīng)用的疊層電池路線。
龍巍表示，資本的關(guān)注利于鈣鈦礦技術(shù)快速成熟，但過分追逐是不利的，如果把不完善的技術(shù)產(chǎn)品匆忙推向市場，可能會起到反作用。
中金公司研究部風(fēng)光公用環(huán)保行業(yè)分析師苗雨菲表示，近年來鈣鈦礦技術(shù)進入從0-1的階段，吸引了更多創(chuàng)業(yè)者和一級資本進入賽道，產(chǎn)能加速落地，進而帶動更多二級公司開始與初創(chuàng)企業(yè)在材料設(shè)備等方面進行對話、合作。
苗雨菲預(yù)計，今年鈣鈦礦行業(yè)將在量上有所增長，若相關(guān)企業(yè)融資順利，國內(nèi)鈣鈦礦中試線產(chǎn)能新增量將比去年翻一倍以上。
她同時指出，資本需要對行業(yè)實際的發(fā)展速度、進度，抱有更合理的預(yù)期。
鈣鈦礦和晶硅相比有何優(yōu)劣處？
于振瑞稱，鈣鈦礦電池和組件的第一大優(yōu)勢在于效率更高，很有可能超越晶硅；第二是成本優(yōu)勢；第三是弱光性能更好、溫度系數(shù)更低，在同一應(yīng)用場景下，鈣鈦礦單位發(fā)電量高于晶硅。這三個因素最終將推動其光伏度電成本大幅降低。
此外，鈣鈦礦電池作為一種薄膜產(chǎn)品，外觀上有很大的調(diào)整空間，應(yīng)用場景更為多樣化。鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈也更短，生產(chǎn)中的碳足跡更少。
龍巍稱，無論是單結(jié)還是疊層鈣鈦礦產(chǎn)品，目前最大的挑戰(zhàn)在于最終是否被市場接受。
他表示，可靠性、穩(wěn)定性決定了組件產(chǎn)品能否使用30年或更長生命周期。鈣鈦礦產(chǎn)品在穩(wěn)定性方面還需要大量的實證數(shù)據(jù)去驗證。此外，鈣鈦礦組件的核心標準還沒有建立，學(xué)術(shù)與工業(yè)界還在為標準建立方面做努力。
龍巍稱，目前晶硅企業(yè)對于鈣鈦礦企業(yè)保持很高關(guān)注度，具有一定的危機感。但無法否認鈣鈦礦有朝一日能成為高效率、高穩(wěn)定性、高性價比材料的可能性。
鈣鈦礦會重蹈薄膜電池覆轍嗎？
光伏電池發(fā)展技術(shù)可大致分為三代。第一代是以晶硅為主的太陽能電池；第二代以薄膜太陽能電池為主，其典型代表是銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)等太陽能電池；第三代為新型薄膜太電池鈣鈦礦等。
晶硅電池目前占據(jù)市場主流；第二代薄膜電池具有質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢，但成本高等因素限制了其大面積制備和商業(yè)化，目前進展不順。曾經(jīng)押注薄膜電池的漢能集團，如今已破產(chǎn)。
苗雨菲表示，確實有部分投資者把鈣鈦礦和二代薄膜電池做比較。但她認為，鈣鈦礦電池有望比薄膜電池具有更好的成長性。
從原理上說，鈣鈦礦電池的缺陷容忍度更高，量產(chǎn)的效率可以更高。因涂布設(shè)備等仍具有降本空間，鈣鈦礦產(chǎn)品也有機會降低其規(guī)?；a(chǎn)成本。此外，鈣鈦礦基本不會像薄膜產(chǎn)品一樣涉及到對稀有元素的使用。
苗雨菲表示，從最終的競爭力和天花板看，鈣鈦礦產(chǎn)品的綜合實力將優(yōu)于二代薄膜電池。
于振瑞認為，可以理解市場上存在對鈣鈦礦產(chǎn)品發(fā)展不及預(yù)期的擔(dān)憂。隨著技術(shù)開發(fā)、試制線推進，相信這種擔(dān)心將逐步減弱。
鈣鈦礦制備工藝有何難點需要攻克？
龍巍表示，鈣鈦礦制備有兩大難點：穩(wěn)定性以及放大面積之后的效率問題。穩(wěn)定性主要通過材料的配方及封裝方式改進，尚未達到與晶硅產(chǎn)品一樣的行業(yè)預(yù)期。
鈣鈦礦電池放大面積后，效率損失較為嚴重。實驗室可以達到25.7%的效率，放大面積后或減退至10%-20%，加之后期衰減，效率會更低。
此外，涂布等相關(guān)工藝技術(shù)，如何從實驗室復(fù)制到量產(chǎn)上，也是業(yè)內(nèi)面臨的一大難題，未來或借鑒部分晶硅和薄膜行業(yè)經(jīng)驗。
于振瑞則表示，極電光能30x30平方厘米的鈣鈦礦電池，第三方測試效率已經(jīng)接近20%，表明公司大面積制造技術(shù)已經(jīng)具備了較高的水平，正在把這一技術(shù)向試制線轉(zhuǎn)移。
他指出，除了極電光能，業(yè)內(nèi)還有兩條百兆瓦級產(chǎn)線已經(jīng)建成，都有各自的大面積制備技術(shù)。這說明鈣鈦礦大面積制備已取得了初步解決方案，將在這三條百兆瓦級產(chǎn)線上得到檢驗和提升。
目前，極電光能正在推進吉瓦級產(chǎn)線的建設(shè)，廠房已經(jīng)在設(shè)計中，目標明年下半年投產(chǎn)。
于振瑞稱，穩(wěn)定性不會成為制約鈣鈦礦電池發(fā)展的瓶頸，學(xué)術(shù)界對此已有解決方案。產(chǎn)業(yè)界已有產(chǎn)品通過了認證，極電光能的產(chǎn)品認證也在進行之中。隨著更多企業(yè)產(chǎn)品拿到相關(guān)認證，市場對于鈣鈦礦的穩(wěn)定性認識也將上一個高度。
鈣鈦礦有哪些關(guān)鍵設(shè)備和輔材？
據(jù)界面新聞不完全統(tǒng)計，目前30多家A股鈣鈦礦電池概念股中，多數(shù)企業(yè)均是設(shè)備和材料制造商。
苗雨菲表示，較為領(lǐng)軍的鈣鈦礦電池制造商多活躍在一級市場，二級市場多是設(shè)備和材料相關(guān)公司。
“鈣鈦礦的重要設(shè)備包括涂布、真空鍍膜、激光等，材料主要是TCO玻璃、ITO靶材、丁基膠等?！泵缬攴品Q，最重要的是鈣鈦礦層制備設(shè)備，它影響電池面積放大后的效率、良率、成本等。
苗雨菲表示，單結(jié)鈣鈦礦企業(yè)多用狹縫涂布設(shè)備，也有企業(yè)嘗試真空鍍膜，或者兩者相結(jié)合的技術(shù)路線。若制備疊層電池，基底材料會發(fā)生變化，使用哪種設(shè)備暫無明顯定論。
此外，激光劃線也可能是未來影響鈣鈦礦組件成品效率的重要一環(huán)。
在輔材中，目前TCO玻璃國產(chǎn)化導(dǎo)入較快，ITO靶材也有望國產(chǎn)化；丁基膠作為鈣鈦礦較為重要的阻水封裝材料，還未實現(xiàn)國產(chǎn)化。
目前大部分企業(yè)專注在制造或設(shè)備其中之一，和晶硅的設(shè)備和制造企業(yè)商業(yè)配合較為類似，發(fā)揮各自優(yōu)勢。
于振瑞表示，鈣鈦礦的前驅(qū)體材料和組件制造，在一個工廠里即可完成，前驅(qū)體的上游材料是普通大宗化工產(chǎn)品，國內(nèi)供應(yīng)很大；封裝材料、導(dǎo)電玻璃、靶材等的供應(yīng)商也非常多。
因此他認為，鈣鈦礦的上游不太有可能形成類似多晶硅龍頭一樣的企業(yè)。
于振瑞稱，作為初創(chuàng)企業(yè)，極電光能的主要設(shè)備目前依賴外購，少數(shù)核心工藝設(shè)備自研。
他指出，鈣鈦礦設(shè)備領(lǐng)域也處于較為初期的階段。無論是狹縫涂布設(shè)備還是真空鍍膜設(shè)備，均是從其他行業(yè)移植到鈣鈦礦領(lǐng)域。在設(shè)備、工藝的整合及優(yōu)化層面上，仍有較大提升空間，需要鈣鈦礦創(chuàng)業(yè)公司和相關(guān)設(shè)備制造商良好的互動、合作來推動發(fā)展。
鈣鈦礦降本空間何在？
龍巍認為，和晶硅降本的思路類似，除了初期設(shè)備降本，還要進一步降低原材料的消耗和浪費，尋找低成本材料替代。此外需要規(guī)模化采購降低成本，并提高單位產(chǎn)能產(chǎn)出。
苗雨菲表示，一條百兆瓦級別的鈣鈦礦產(chǎn)線，如果能實現(xiàn)90%以上的良率和產(chǎn)能利用率，最終組件生產(chǎn)的理論成本有望落在1.3-1.5元/瓦。
如果達到16%的轉(zhuǎn)換效率，在25年壽命的前提下，鈣鈦礦組件的終端度電成本仍比晶硅組件略高。
如果發(fā)展到吉瓦級后，鈣鈦礦組件成本有望向1元/瓦左右靠攏，效率若提升到18%-20%，度電成本與晶硅的差距將縮窄至個位數(shù)百分點內(nèi)；達到10吉瓦以上量級后，將可能實現(xiàn)更低的度電成本。
如何看待疊層電池的發(fā)展？
龍巍稱，傳統(tǒng)光伏企業(yè)擁有晶硅電池業(yè)務(wù)，傾向于用鈣鈦礦賦能，即大部分晶硅光伏龍頭傾向研發(fā)疊層電池，即鈣鈦礦加晶硅技術(shù)路線。和單結(jié)鈣鈦礦初創(chuàng)企業(yè)相比，疊層技術(shù)還未達到中試線的級別。
去年起，通威股份開始研發(fā)疊層電池，年底在小面積鈣鈦礦疊層電池上實現(xiàn)了27%以上的第三方認證效率，今年計劃進一步放大電池面積。
“相比于單結(jié)鈣鈦礦，疊層電池相對更容易被市場接受，因為是在現(xiàn)有的晶硅組件上做加法，成本上漲不明顯?！饼埼》Q，但疊層電池只有在成本、良率、性價比等方面做到能與晶硅相提并論時，才會有初步的市場競爭力。
理論上，無論哪種晶硅電池技術(shù)，都可以與鈣鈦礦技術(shù)相疊，包括異質(zhì)結(jié)和TOPCon等N型晶硅技術(shù)。
龍巍表示，目前業(yè)內(nèi)對鈣鈦礦和異質(zhì)結(jié)疊層電池研究更多。因為異質(zhì)結(jié)電池雙面結(jié)構(gòu)對稱，鈍化效果更好，能夠和鈣鈦礦更為匹配，且異質(zhì)結(jié)正面ITO（氧化銦錫）導(dǎo)電，直接可以作為復(fù)合層。
TOPCon疊層鈣鈦礦電池技術(shù)上相對更為繁復(fù)，但也有解決的空間。龍巍認為，未來疊層電池的兩種技術(shù)路線將并存。
于振瑞認為，長期看，疊層電池是太陽能電池的終極路線。單結(jié)電池?zé)o論是鈣鈦礦或是晶硅，都存在效率的限制。疊層則可以使效率實現(xiàn)“跨越式”增加。
極電光能目前的發(fā)展重點在大面積單結(jié)的技術(shù)開發(fā)上，同時在儲備相關(guān)疊層技術(shù)，來適應(yīng)未來的技術(shù)迭代。
于振瑞稱，晶硅企業(yè)和鈣鈦礦初創(chuàng)公司在疊層電池上技術(shù)各有優(yōu)勢，存在合作空間。
鈣鈦礦量產(chǎn)關(guān)鍵時間點在何時？
苗雨菲表示，大規(guī)模量產(chǎn)的前提是產(chǎn)品經(jīng)濟性和競爭力獲得提升，下游終端業(yè)主對產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性、壽命具有較好的認可度。今年有三家公司陸續(xù)啟動吉瓦級產(chǎn)線的設(shè)備招標、進場等，預(yù)計明年上半年將陸續(xù)有吉瓦級產(chǎn)線的投運；明年下半年或后年將開始推進產(chǎn)能的爬坡。
“預(yù)計吉瓦級產(chǎn)線的運行時間點出現(xiàn)在2025年前后?！泵缬攴品Q，2023年底首批組件實現(xiàn)向地面示范電站發(fā)貨，終端客戶認可還需積累兩到三年。樂觀看，“十五五”階段將看到終端對鈣鈦礦產(chǎn)品有更好的認可度。
于振瑞提出，希望市場再給鈣鈦礦產(chǎn)品2-3年的時間。屆時將有2-3家企業(yè)能夠達到吉瓦級產(chǎn)能，大面積鈣鈦礦組件效率可達20%，穩(wěn)定性也將得到驗證，客戶對鈣鈦礦產(chǎn)品將更有信心。
鈣鈦礦市場能有多大？
苗雨菲認為，鈣鈦礦的市場規(guī)模取決于技術(shù)的極限。目前在部分柔性場景中，鈣鈦礦產(chǎn)品的可行性有望率先得到客戶認可，為部分初創(chuàng)企業(yè)創(chuàng)造現(xiàn)金流；未來隨著技術(shù)進步、穩(wěn)定性提升、成本下降，鈣鈦礦有望向BIPV市場和傳統(tǒng)分布式電站、地面電站市場逐步滲透。
龍巍表示，晶硅已經(jīng)有300吉瓦以上的產(chǎn)能，從3-5年的短期維度看，鈣鈦礦的市場份額還是較小。如果鈣鈦礦真正走上大規(guī)模量產(chǎn)，未來5-10年，市場占比將有所提升。