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钙钛矿技术有新突破 “卖铲人”率先尝红利 多厂商批量出货
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钙钛矿技术有新突破 “卖铲人”率先尝红利 多厂商批量出货

发布日期:2024-02-28 18:27    点击次数:58

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  本月以来,我国学界及产业界在钙钛矿电池领域继续突破。武汉大学、中国科学院等科研团队在提升性能与稳定性等方面有了新进展,隆基绿能(601012.SH)、晶科能源(688223.SH)、明阳智能(601615.SH)等厂商也在转换效率方面取得新突破。

  财联社记者从相关企业人士获悉,目前布局领先的钙钛矿厂商已经完成中试线的调试,正在打通量产工艺,筹备GW级产线。但要实现低成本大规模量产,仍需等待至少2年时间。

  不过,钙钛矿设备供应商在商业化上已经率先落地。京山轻机(000821.SZ)、捷佳伟创(300724.SZ)、德龙激光(688170.SH)相关人士均向财联社记者表示,公司已经有钙钛矿加工设备向客户供货并投入使用。其中,捷佳伟创还透露,今年钙钛矿相关订单超2亿元。不过,上述公司均表示,目前的业务规模还不算大,放量尚待时日。

  学界破解稳定性难题 厂商效率取得突破

  钙钛矿材料被业内认为是光伏材料领域的未来之星。

  环保与公用事业分析师许杰向财联社记者称,相对于晶硅类电池,钙钛矿具备一些显著优势:一是理论转换效率高达50%;二是钙钛矿原材料易得且制造流程明显缩短。但是,目前在衰减快、寿命短、难以实现大尺寸等不少方面存在瓶颈,制约了其商业化进程。

  为了解决一系列问题,我国学界近期创造出不少成果。11月9日,《自然》杂志在线发表了武汉大学物理科学与技术学院柯维俊教授、方国家教授团队关于全钙钛矿叠层太阳能电池的最新研究成果。该研究团队提出了创新性的天冬氨酸盐一体化掺杂策略,同时提高了窄带隙钙钛矿子电池的效率和稳定性。

  基于上述策略,方国家、柯维俊团队实现了稳态效率27.62%。这是目前两端全钙钛矿叠层电池的世界最高效率之一,为未来进一步打破钙钛矿电池的效率瓶颈提供了方向。

  中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所、中国科学院光伏与节能材料重点实验室潘旭研究员和田兴友研究员团队与韩国成均馆大学Nam-Gyu Park教授、华北电力大学戴松元教授合作,成功在反式钙钛矿太阳电池研究方面取得新突破。相关成果也于11月2日在线发表于《自然》杂志。

  据悉,该研究团队首次发现钙钛矿阳离子面外分布不均匀是影响电池性能的主要原因,并通过设计1-(苯磺酰基)吡咯(PSP)作为添加剂,均匀化钙钛矿薄膜相分布,获得了26.1%的光电转换效率。这开辟了提升电池器件稳定性的新途径,对推动商业化具有重要意义。

  此外,产业界也传来好消息。11月3日,隆基绿能宣布,经美国国家可再生能源实验室(NREL)认证,公司自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,是目前全球晶硅-钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。这也是自2016年有晶硅-钙钛矿叠层电池效率记载以来,第一次由中国企业打破该纪录。

  11月8日,据晶科能源官微消息,基于N型TOPCon的钙钛矿叠层电池研发也取得重要突破,经中科院上海微系统与信息技术研究所检测,其转化效率达到32.33%,大幅提升了同类叠层电池的转换效率水平。

  此外,明阳智能相关人士向财联社记者表示,在光伏领域,公司积极推进钙钛矿电池研发项目,研发团队已经在提高效率、改善长期稳定性、封装工艺等方面取得长足进步,并在筹备产业化。据公司近日披露,钙钛矿薄膜电池(反式结构)转换效率达到25.11%,在钙钛矿薄膜电池领域,达到世界领先水平。

  布局企业面临投入压力 正发展大规模制备工艺

  随着相关企业加大布局和开发力度,钙钛矿电池也在逐步走向市场。财联社记者根据Choice数据统计,目前已经至少有26家上市公司宣布涉及钙钛矿领域。

  不过,从业绩方面看,不少钙钛矿相关公司面临压力。有14家公司前三季度净利润同比下滑,下滑占比约54%,显示出该领域的研发投入和产线建设较为复杂,支出成本较为庞大。

  例如,宝馨科技(002514.SZ)正在布局钙钛矿+异质结叠层电池领域,公司前三季度净亏损3822.99万元,同比变动-759.02%。据公司披露,为拓展光伏业务,前三季度研发、管理、财务费用都相应增加,且因加大投资,在建工程金额同比增长260.53%。

  但根据公司调研纪要,宝馨科技已经取得进展,团队的钙钛矿+异质结叠层电池实验室自测效率已超30%。现阶段,相关工艺规划、技术路径设计均在有序进行中。

  奥联电子(300585.SZ)也是较早布局钙钛矿领域的公司之一,公司前三季度净利润为759.59万元,同比下降63.67%。今年早前,公司钙钛矿电池业务的合伙人胥明军,被中国华能旗下的清研院发公众号信息举报履历失实,引起广泛关注。不过近日,公司宣布,由子公司奥联光能自主研发的首片60cm×60cm 钙钛矿组件成功下线,显示出公司在大面积钙钛矿薄膜制备关键领域取得突破。

  奥联电子11月13日也在投资者互动平台表示,公司钙钛矿太阳能电池项目正在有序推进,其中钙钛矿太阳能电池实验室已于2023年4月完成建设并投入使用,相关电池研发试制及效率认证持续进行中;50MW级钙钛矿太阳能电池中试线已完成核心工艺设备的单机调试,并基本完成核心工艺设备的整线搭建,目前正在进行整线工艺调试,并同步进行相关电池研发试制及效率认证,目前整体生产经营有序推进。

  赛伍技术(603212.SH)11月10日在投资者互动平台表示,公司用于柔性钙钛矿组件高阻水背板已面向海外客户正式交付,该产品目前属于细分市场产品,相对于公司整体营收占比较小。

  另外,极电光能投资建设的150MW全球最大的钙钛矿光伏组件生产线已经开始试生产,全球首条GW级钙钛矿光伏生产线已签约落地无锡。

  净利润正增长的钙钛矿电池概念股中,皇氏集团(002329.SZ)、聆达股份(300125.SZ)、天合光能(688599.SH)增幅居前,分别为203.41%、124.39%、111.34%。

  皇氏集团近期在投资者互动平台上表示,目前钙钛矿/晶硅叠层技术日趋成熟,具备良好的产业化前景,公司与外部团队共同进行钙钛矿叠层电池技术的研发和生产应用,以提升公司太阳能电池项目的产品效率。

  天合光能披露的投资者关系活动记录表显示,在钙钛矿叠层技术方面,公司早在2014年就主导了江苏省科技支撑计划项目“新型钙钛矿结构太阳电池关键技术研究”,围绕钙钛矿单结、钙/硅叠层、钙钛矿电池表征及器件稳定性等进行持续多维度研发,形成了相关技术储备。

  “卖铲人”率先受关注 多家厂商订单交付

  尽管各制造环节产能落地仍面临不确定性,但作为核心设备“卖铲人”,已经率先尝到了产业升级的红利。财联社记者关注到,多家上市公司正规划为钙钛矿电池生产提供设备,并已实现批量出货。

  京山轻机相关人士向财联社记者介绍,公司在钙钛矿设备上已有两年左右的布局,目前蒸镀设备、PVD 设备等已经向下游客户进行供货,并与相关高校科研团队进行下一步的合作研发。但现阶段在生产方面不计成本,或难以实现利润贡献。据评估,现阶段GW级整线设备投资10亿元左右,未来规模化量产以后,有可能降到5亿元/GW。

  “通过近期与业界沟通交流,我们认为,下游客户实现量产还需要2-3年的时间,因此公司设备业务放量也需要等待时间。”该人士表示。

  捷佳伟创近日披露,公司顺利出货大面积钙钛矿薄膜立式量产设备,包括用于钙钛矿的RPD 和PVD 设备,此前公司的RPD 设备已在该客户的钙钛矿研发线上投入使用,助力客户在钙钛矿组件上实现了超过19%的第三方认证转换效率。

  捷佳伟创相关人士向财联社记者称,目前公司已具备钙钛矿单结电池、钙钛矿叠层电池的整线设备供应能力。但当前行业还处于起步阶段,技术转化落地需要一定时间,公司业务量还不是很大。如后续下游客户需求增长,设备订单则有望增加。

  根据公告,10 月初,捷佳伟创的钙钛矿产业化项目在常州奠基,将新增150 亩用地,提高公司在钙钛矿以及钙钛矿叠层的研发制造能力和竞争力。

  曼恩斯特(301325.SZ)披露的投资者调研记录显示,在钙钛矿太阳能及氢能领域,公司已形成智能装备订单,正加速推进规模化量产。其中,钙钛矿太阳能的狭缝式涂布机,最大基板尺寸可达2300×1200mm,目前已有销售订单的尺寸为1200×600mm。

  激光加工设备也得到相应厂商的重视。德龙激光相关人士向财联社记者称,公司钙钛矿薄膜太阳能电池激光加工设备在去年就已交付客户并投入使用,同时,公司不断开拓新客户,今年前三季度已有新客户订单顺利落地。“但整体收入规模还太高,去年与今年截至目前,均是约1千万元。”

  帝尔激光(300776.SZ)近日也披露称,一直保有钙钛矿激光技术储备,已有钙钛矿工艺设备订单的交付。

  另外,在辅材领域也针对钙钛矿有所进展。银浆龙头聚和材料(688503.SH)披露的券商督导报告显示,公司光伏银浆产品线覆盖了目前市场上所有主流电池技术路线,包括新一代PERC+SE电池、N型TOPCon电池,HJT电池、XBC电池和钙钛矿晶硅叠层电池。



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