鈣鈦礦產業化之路——Solarbe在線研討會精彩看點回顧
2020-11-25 索比光伏網發表於：2020-01-06 10:38:49 作者：韓哲
來源：智新諮詢
在12月27日舉行的Solarbe在線研討會《同行》系列第六期中，我們以《下一代光伏技術之鈣鈦礦》為主題，與蘇州協鑫納米科技有限公司總經理範斌以及杭州眾能光電科技有限公司研發副總付超進行對話，從企業實際研究及產業鏈布局等角度出發，就下一代光伏技術路線做出深度溝通。
主題一：鈣鈦礦的量產之路
演講人：蘇州協鑫納米科技有限公司總經理範斌
協鑫納米的技術團隊是國內最早從事鈣鈦礦組件生產線開發的團隊，經過數年的開發，團隊共有21項專利獲得授權，其中發明專利6項，實用新型專利15項，另有26項發明專利、2項實用新型專利在審，專利涵蓋原料製備、關鍵設備設計、關鍵工藝等重要方面。
由於工藝的特殊性，鈣鈦礦的串聯是通過雷射進行的，在製備過程節省了串焊的設備及材料投入，極大程度降低了成本。範斌指出，晶矽1GW的產能投資在11.6億;CIGS或碲化鎘1GW產能投資在50億，而協鑫納米鈣鈦礦的第一條100MW設備產線投資在1億元，1GW的投資僅為3億元，鈣鈦礦的單位產能投入在晶矽的三分之一到四分之一之間。
從性能來看，普通晶矽的溫度係數在-0.4左右，而根據TUV的測試結果，鈣鈦礦的溫度係數在-0.001。範斌指出，鈣鈦礦接近於0的溫度係數使得在戶外環境中，同樣功率的鈣鈦礦組件比晶矽組件發電量更高。
最後，範斌總結道，從效率、成本、穩定、環保四個方面來看，鈣鈦礦都具有相對於晶矽的明顯優勢。鈣鈦礦技術是光伏產業發展的必然方向，鈣鈦礦量產成功之後，市場替代的速度只決定於鈣鈦礦擴產的速度。
提問環節
Q：鈣鈦礦的壽命有多長?
A：組件在戶外用久了，玻璃的透光率會下降，封裝也可能會開裂，鈣鈦礦和晶矽都會遇到共同的瓶頸。我們現在只能比較肯定的說鈣鈦礦的壽命至少不會低於晶矽，如果晶矽能夠實現25年的壽命，鈣鈦礦也可以做到。
Q：鈣鈦礦是否有比較成熟的回收利用技術?
A：鈣鈦礦基本上沒有回收利用的必要，RoHS標準對於電子產品含鉛量的要求是低於千分之一，而鈣鈦礦的含鉛量在萬分之一以下，因此鈣鈦礦並不需要設置特別的回收流程，它對環境造成的可能的破壞遠低於晶矽。而有的人認為晶矽組件焊帶上的鉛不會進入自然環境，這是一種錯誤的認識，鉛以單質形式存在於銅箔上，遇水會發生原電池反應從而溶出。
Q：所以其實鈣鈦礦是比晶矽更環保的。
A：是的，這在化學原理上是很明確的。
Q：現在鈣鈦礦在量產過程中還存在哪些問題呢?
A：主要就是時間的問題。目前已經有很多企業投入開發鈣鈦礦，如眾能、纖納、萬度、牛津光伏等等，國內的一些龍頭如天合、隆基、通威也都在做鈣鈦礦。我們能夠處在一個比較領先的地位也並不是說我們掌握了黑科技，而是我們起步足夠早，投入足夠大，在整個量產過程中，缺的就是時間和設備的積累，並不是存在難以攻克的原理性問題，只要工藝、設備、材料到位，鈣鈦礦的量產就是必然的過程。
Q：深圳黑晶光電的鈣鈦礦和PERC的疊層達到了23.5%的效率，對於鈣鈦礦和PERC的疊層技術未來的發展您怎麼看?
A：我不太了解黑晶的路線，信息比較有限，鈣鈦礦與PERC的疊層可能會面臨柵線的問題。柵線的厚度是微米級別的，而鈣鈦礦的厚度是納米級別的，如果與HIT進行疊層，只要把TCO表面的柵線去掉，然後以TCO作為共同電極就可以實現，但PERC我不太清楚如何避免柵線的影響，不太好評價。
主題二：杭州眾能光電鈣鈦礦光電器件產業化
演講人：杭州眾能光電科技有限公司股東兼聯合創始人付超
付超是杭州眾能光電科技有限公司股東兼聯合創始人，專注於自動化高端製造裝備的開發，2018年其牽頭的項目《柔性鈣鈦礦太陽能電池及其器件產業化》榮獲浙江清華柔性電子技術研究院三創大賽一等獎，建立了第一條完整的鈣鈦礦光電器件半自動小試生產線和第一條完整的全自動中試生產線，極大推動了鈣鈦礦光電技術在中國的發展。
目前市場上對於鈣鈦礦電池設備的製造仍存在空白，針對這一點，眾能光電成立了專注於設備研發的部門。2015年，眾能光電獲得鈣鈦礦太陽能電池首個認證結果，認證機構為AIST，面積為1.017cm2，效率為15.0%。2018年獲得國際鈣鈦礦太陽能電池器件領域首個穩態認證結果。2019年，眾能光電與華能籤下了首個400W太陽能電池示範項目，調試期間效率從5-13%，預計最終穩定在18%，良品率從20%逐步提升至95%以上。付超指出，預計2020年效率將達到19%，2021年達到20%。
從市場前景來看，付超認為，BIPV是鈣鈦礦的最佳應用場景。首先，鈣鈦礦PVS投資成本低，結構輕便，易於安裝;第二，相比多晶矽電池，PVS在多雲、陰天以及太陽光照角度較低時，均能持續不斷的產生電能;第三，PVS電池半透明和色彩可調節，更好融入建築。從市場容量來看，根據國家統計局數據測算,到2020年,我國城鄉房屋建築面積約為890億平方米,以東、南、 西牆牆面積的15%、屋頂面積的10%計,直接市場規模超過1萬億元。按照10%的轉化率和太陽能平均每年1300個發電小時計算，可替代全社會30%左右的年用電需求。
提問環節
Q：鈣鈦礦光電設備的成本是怎樣的?
A：因為我們現在還沒有達到量產，在未來達到GW級別的時候，我們的成本會在0.7/W到1元/W之間。
Q：大概會在什麼時候達到量產呢?
A：今年我們公司的量產只能達到10kw，大約兩年後我們會建立GW級別的生產線。
Q：在量產過程中存在什麼困難嗎?
A：困難主要還是在設備的研發方面，在大面積的均勻性、效率上可能會有一些難度。工藝方面相對來說不存在太大難度。
Q：基於鈣鈦礦的串聯技術進展如何?
A：串聯技術我們公司並沒有深入的研究，因為未來面向大面積鈣鈦礦電池的串並聯方式將是通過雷射刻蝕直接製作串並聯電路，一次成型，中間沒有類似晶矽電池的焊線連接。
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