得益于材料體系可以不斷迭代,鈣鈦礦是目前能夠找到的最適合做光電轉(zhuǎn)換的體系,業(yè)界預計未來至少一二十年內(nèi)的光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化都將重點圍繞鈣鈦礦技術(shù)展開。并且,一旦行業(yè)進入成熟期,鈣鈦礦效率將會高于晶硅、穩(wěn)定性不會比晶硅差、單結(jié)成本僅為晶硅的一半左右。
具備多重理論優(yōu)勢的鈣鈦礦最終將如何落地?何時能迎來大規(guī)模量產(chǎn)?產(chǎn)業(yè)鏈哪些環(huán)節(jié)將優(yōu)先受益?
帶著這些問題,第一財經(jīng)于2月15日走進昆山協(xié)鑫光電材料有限公司,與公司董事長范斌博士,以及華創(chuàng)證券研究所中游制造研究組長、電力設(shè)備與新能源行業(yè)首席分析師黃麟展開探討。
(資料圖片)
我國鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)進程全球領(lǐng)先
鈣鈦礦可以說是國內(nèi)企業(yè)第一次“領(lǐng)銜”的光伏技術(shù),從最開始的研發(fā),到實驗室階段,再到最后的產(chǎn)線布局,我國均處于全球領(lǐng)先位置。
范斌認為,取得此番成就,離不開國內(nèi)產(chǎn)業(yè)背景的支持。
一方面,鈣鈦礦電池進入量產(chǎn)階段后,所需要的設(shè)備、材料和面板行業(yè)有較多重疊之處。比如,OLED材料可以和鈣鈦礦光伏電池材料相互協(xié)同,或應(yīng)用于空穴傳輸材料方面的技術(shù)拓展;設(shè)備方面,面板生產(chǎn)設(shè)備不需要做太大修改就能供鈣鈦礦使用,我國面板產(chǎn)量全球市占率領(lǐng)先,供應(yīng)鏈成熟。
另一方面,資金的大量涌入推動國內(nèi)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
第一財經(jīng)發(fā)布的《2023鈣鈦礦電池發(fā)展趨勢報告:引領(lǐng)新一輪光伏電池革命》(下文簡稱《2023鈣鈦礦電池發(fā)展趨勢報告》)顯示,據(jù)不完全統(tǒng)計,2021年鈣鈦礦光伏領(lǐng)域至少吸引了85億元投資。到了2022年,淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本、招銀國際等對協(xié)鑫光電、纖納光電等鈣鈦礦企業(yè)的投資也仍未停止,相關(guān)企業(yè)投后估值已超百億。
對此,黃麟解釋稱,PERC電池效率在2021年左右就已接近理論極限,行業(yè)需要尋找一個最佳的提效路徑,但是TOPCon、IBC等技術(shù)路線的理論效率上限約為29%,并不是特別高,因此市場就將注意力轉(zhuǎn)到了有可能成為光伏電池終極路線的新技術(shù)——鈣鈦礦。
從實驗室到量產(chǎn),難點正在逐步解決
鈣鈦礦電池的實驗室轉(zhuǎn)換效率、理論成本等方面遠優(yōu)于晶硅電池,但要真正落地應(yīng)用,還需設(shè)備、工藝、材料等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)通力協(xié)作。
“第一步要有合適的設(shè)備,設(shè)備還需要合適的工藝來匹配,兩者到位后,還要回過頭改材料,讓材料來適配設(shè)備跟工藝,所以這是一個頭尾相連、互相交織在一起的東西,缺一環(huán)都不行。”范斌稱,要把產(chǎn)品從實驗室轉(zhuǎn)移到產(chǎn)線上,需要整個產(chǎn)業(yè)鏈上下游的所有廠家一起配合,不是哪個公司靈機一動就能夠搞出來的,“現(xiàn)在已經(jīng)不是那個年代了”。
對于鈣鈦礦電池量產(chǎn)過程中遇到的大面積效率低、穩(wěn)定性差等問題,范斌也給出了相應(yīng)的解決方案。
如何提升大面積效率?可以用涂布和真空蒸發(fā)兩種方式。真空蒸發(fā)的材料選擇范圍比晶硅答,但比涂布小,并且真空蒸發(fā)所采用的設(shè)備也比涂布貴。
范斌表示,這兩個路徑可能會交替出現(xiàn)。對于單結(jié)大面積,涂布會更有優(yōu)勢,因為這個階段成本更重要;當需疊層提效時,也許第二層就不能使用涂布了,彼時真空蒸發(fā)就會變成一種必然。
關(guān)于穩(wěn)定性,相關(guān)企業(yè)起初在設(shè)計鈣鈦礦電池時重點幾乎都放在了提升效率上,當行業(yè)內(nèi)把配方向穩(wěn)定性傾斜的時候,很多成果就涌現(xiàn)了出來。“華中科技大能夠做到鈣鈦礦連續(xù)工作9000個小時不衰減,這沒有任何一款晶硅電池能做到,所以從原理上講,鈣鈦礦的穩(wěn)定性不見得比晶硅差。長遠來看,鈣鈦礦材料還在迭代,配方還在進步,最終鈣鈦礦的穩(wěn)定性將超過晶硅,我們有這個信心。”
與晶硅電池代差明顯,“做成了就一定能贏”
自2022年以來,鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化進程明顯加快,各大廠商爭相落地兆瓦級中試線。據(jù)《2023鈣鈦礦電池發(fā)展趨勢報告》,極電光能2022年底150MW小線投產(chǎn);杭州纖納光電投產(chǎn)100MW;協(xié)鑫光電、眾能光電、萬度光等多家企業(yè)搭建中試線,加速規(guī)模量產(chǎn)驗證進程,多條百兆瓦產(chǎn)線、GW級產(chǎn)線規(guī)劃中。
范斌表示,第一個100MW產(chǎn)線是鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)從0到1最重要的一步,若100MW產(chǎn)線跑通,后面GW級產(chǎn)線是可以復制的,所以說2023年是最關(guān)鍵、挑戰(zhàn)最大的一年,希望2024年可以看到GW級別產(chǎn)線、2025年看到5-10GW。
機構(gòu)對GW級別產(chǎn)線的預期時間也大致相同。黃麟稱,券商測算的平均時間應(yīng)該在2025年,因為從產(chǎn)線建設(shè)到真正產(chǎn)出大約需要一年的時間,從招標角度可能會快一些,2023年有望看到GW級的招標。
整體來看,鈣材礦電池要達到和碲化鎘電池相提并論的位置,順利的情況下還需要3年左右。“鈣鈦礦這個事情其實不需要那么急,因為它和晶硅的代差是非常明顯的,只要做成了就一定能贏。”
現(xiàn)階段偏主題投資,若量產(chǎn)將是萬億空間
結(jié)合技術(shù)進展、量產(chǎn)等實際情況,黃麟認為,從二級市場角度看,現(xiàn)階段鈣鈦礦更偏向于主題投資。
由于鈣鈦礦目前仍未量產(chǎn),并且目前市面上跑在前端的更多是像協(xié)鑫光電一樣的非上市企業(yè),二級市場很多公司會在觀望后認為鈣鈦礦賽道有價值進而選擇布局,貢獻業(yè)績可能還需要很多年,只有投資能獲得利潤,或正式成為公司主業(yè),從價值角度來講才是可以給估值的。
黃麟還表示,未來若鈣鈦礦真的量產(chǎn),將是萬億以上的空間,在這個過程當中,不同階段有不同的投資角度。從價值量來看就是按照生產(chǎn)順序進行投資,前期是鍍膜設(shè)備、涂布設(shè)備、封裝設(shè)備,后續(xù)還包括封裝、膠膜、玻璃等環(huán)節(jié),組件空間很大,但是二級市場目前還沒有特別純粹的企業(yè)。
從最先涉及的設(shè)備行業(yè)來看,鈣鈦礦所使用的設(shè)備和面板、CIGS(太陽能薄膜電池)所使用的設(shè)備有相通之處。
生產(chǎn)鈣鈦礦和面板都需要若干道的PVD、涂布。范斌稱,在這兩個環(huán)節(jié),公司的設(shè)備供應(yīng)商多是從事傳統(tǒng)面板行業(yè)的,不需要做太大修改就能供鈣鈦礦使用。
據(jù)《2023鈣鈦礦電池發(fā)展趨勢報告》,鈣鈦礦鍍膜設(shè)備總投資額占比最高,未來鍍膜設(shè)備國產(chǎn)化是降本的主要途徑,后續(xù)GW級設(shè)備投資將從目前的12億元降至7億~8億元。
激光設(shè)備是鈣鈦礦所有設(shè)備中對精度要求最高的部分。這是因為鈣鈦礦厚度是百納米級別,疊層對精度要求會更高,甚至有向光刻機方向發(fā)展的趨勢,范斌表示,目前國內(nèi)精加工數(shù)據(jù)是短板,“我們也希望國內(nèi)供應(yīng)商能夠盡快趕上”。
此外,鈣鈦礦還有一些特殊設(shè)備的需求,比如針對鈣鈦礦的核心難點——結(jié)晶,目前還沒有企業(yè)具備系統(tǒng)性開發(fā)結(jié)晶設(shè)備的能力,協(xié)鑫光電選擇自研該設(shè)備,并尋求代工廠進行生產(chǎn)。
基于當前企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃,中金公司預計2026年鈣鈦礦電池國內(nèi)總產(chǎn)能突破25GW,預計鈣鈦礦電池制造行業(yè)、設(shè)備行業(yè)2026年產(chǎn)值有望分別突破400億元、100億元。
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