潛伏中的光伏“黑馬”

鈣鈦礦可謂是“當(dāng)紅炸子雞”，一眾資本大鱷下場(chǎng)領(lǐng)投、百兆瓦產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)展如火如荼、GW級(jí)規(guī)劃提上日程、跨界巨頭及晶硅龍頭強(qiáng)勢(shì)登陸……行業(yè)預(yù)期直接拉滿(mǎn)。那么問(wèn)題來(lái)了，什么是鈣鈦礦，鈣鈦礦何時(shí)能落地，誰(shuí)又是真正的黑馬？

01何為鈣鈦礦

行業(yè)中，通常將鈣鈦礦稱(chēng)之為繼第一代晶硅、第二代薄膜之后的第三代光伏電池技術(shù)路線(xiàn)。但鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中并沒(méi)有鈣元素，也沒(méi)有鈦元素，它是一種與鈣鈦礦（CaTiO3）晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)似的，以有機(jī)無(wú)機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體“ABX3”作為吸光材料的太陽(yáng)能電池，呈八面體結(jié)構(gòu)，由人工合成。

相較于當(dāng)下主流的晶硅電池，鈣鈦礦具有高發(fā)電量和低成本兩大優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于光伏行業(yè)來(lái)說(shuō)，是一種具有革命性的新材料。

鈣鈦礦電池主要分為單結(jié)和疊層結(jié)構(gòu)，單結(jié)層鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)是類(lèi)似“三明治”層狀的5層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論上光電轉(zhuǎn)換效率可以到達(dá)33%，也是我國(guó)研究鈣鈦礦企業(yè)的首選。目前鈣鈦礦最高單結(jié)效率已達(dá)到25.7%，由韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究所（UNIST）實(shí)現(xiàn)。

疊層結(jié)構(gòu)理論效率上限高，全鈣鈦礦雙結(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達(dá)45%、三結(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達(dá)50%。目前，鈣鈦礦/晶硅兩結(jié)疊層電池效率已經(jīng)達(dá)到32.5%，由德國(guó)HZB研究中心2022年12月最新認(rèn)證。

國(guó)內(nèi)方面，今年1月，曜能科技官網(wǎng)公示，經(jīng)中國(guó)計(jì)量院第三方測(cè)試認(rèn)證，其自主研發(fā)的小面積鈣鈦礦/晶硅兩端疊層電池穩(wěn)態(tài)輸出效率達(dá)到32.44%，時(shí)隔三個(gè)月再次刷新國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄。

經(jīng)過(guò)北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)梳理，今年2月脈絡(luò)能源發(fā)布消息稱(chēng)，經(jīng)國(guó)家光伏產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心認(rèn)證，其研發(fā)的鈣鈦礦室內(nèi)光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率在1000lux U30光源照射下達(dá)到44.72%，為當(dāng)前世界最高值。

鈣鈦礦電池/組件不同技術(shù)路線(xiàn)最新轉(zhuǎn)換效率一覽：

（注：以上信息根據(jù)公開(kāi)渠道整理，僅供參考）

成本方面，鈣鈦礦電池原材料均為基礎(chǔ)化工材料，由人工合成，且不含有稀有元素，相比于晶硅電池的硅料來(lái)說(shuō)廉價(jià)易得。

除原材料不受限制外，鈣鈦礦電池制備工藝較短。據(jù)協(xié)鑫光電官網(wǎng)介紹，從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進(jìn)入到組件成型的全工程，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈可高度濃縮在一個(gè)百兆瓦的工廠(chǎng)里，時(shí)間控制在45分鐘之內(nèi)。

此外，鈣鈦礦材料對(duì)雜質(zhì)敏感度低，對(duì)原材料純度要求也低于晶硅，且可以在低溫狀態(tài)下制備。相比于晶硅1000度左右的高溫流程，鈣鈦礦生產(chǎn)工藝溫度不超150度，節(jié)省資源的同時(shí)，還可降低能耗。在電站端，鈣鈦礦電池憑借弱光性以及顏色可定制的特點(diǎn)，滿(mǎn)足了長(zhǎng)時(shí)間發(fā)電、透光度以及美觀(guān)性等市場(chǎng)需求，在BIPV和幕墻、陽(yáng)光房等領(lǐng)域也擁有廣闊的市場(chǎng)空間。

02資本寵兒

站在“雙碳”風(fēng)口，加之自身優(yōu)質(zhì)屬性，鈣鈦礦僅用10年時(shí)間，就走完了晶硅五十年的發(fā)展歷程。在我國(guó)多部國(guó)家級(jí)文件中也明確提出，推動(dòng)N型高效電池、柔性薄膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，行業(yè)預(yù)期直接拉滿(mǎn)。

作為備受矚目的新一代技術(shù)，鈣鈦礦吸引了一眾企業(yè)入局。據(jù)了解。隆基、通威、東方日升等均在相關(guān)領(lǐng)域有所研究，奉行“多條腿走路”的戰(zhàn)略原則。

而對(duì)于非傳統(tǒng)晶硅玩家而言，押寶鈣鈦礦更是一次彎道超車(chē)的機(jī)會(huì)。從近幾年市場(chǎng)動(dòng)態(tài)來(lái)看，企業(yè)或募資發(fā)力，或?qū)で髴?zhàn)略合作，紛紛加碼布局、強(qiáng)勢(shì)登陸。

首先來(lái)看募資研發(fā)型企業(yè)，光伏作為重資產(chǎn)行業(yè)，想要發(fā)展自然少不了資本加持。據(jù)北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，短短兩年間，已有9家鈣鈦礦企業(yè)獲得數(shù)十億元融資。

協(xié)鑫光電和纖納光電融資輪次最多，分別完成了B+輪和D輪融資。根據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，投后估值可達(dá)25億、40億元，背后不乏有騰訊、淡馬錫投資、紅杉中國(guó)、IDG資本、寧德時(shí)代、三峽建信等資本“大鱷”。

此外，極電光能、仁爍光能也相繼完成數(shù)億元Pre-A輪融資，曜能科技A輪獲高瓴資本千萬(wàn)投資；無(wú)限光能、光晶能源、脈絡(luò)能源也完成了數(shù)千萬(wàn)元的天使輪融資，參投企業(yè)涵蓋耀途資本、碧桂園、正軒投資等一眾明星機(jī)構(gòu)。

除此之外，企業(yè)還可選擇有行業(yè)背景的企業(yè)或者技術(shù)大咖、團(tuán)隊(duì)，通過(guò)戰(zhàn)略合作的方式進(jìn)軍鈣鈦礦。例如金融設(shè)備商古鰲科技、金屬制品背景的寶馨科技，以及“水牛奶之王”皇氏集團(tuán)，均選擇通過(guò)戰(zhàn)略合作的方式切入鈣鈦礦。鈣鈦礦企業(yè)融資金額及用途詳見(jiàn)下表：

03誰(shuí)是真黑馬

企業(yè)不斷加碼下注，百兆瓦級(jí)產(chǎn)線(xiàn)相繼落地，GW級(jí)規(guī)劃也提上日程，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)進(jìn)展如火如荼。截至目前，已有7家企業(yè)拋出GW級(jí)規(guī)劃，力爭(zhēng)3-5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)多條GW級(jí)量產(chǎn)線(xiàn)落地。

具體來(lái)看，極電光能預(yù)計(jì)2025年實(shí)現(xiàn)6GW的產(chǎn)能產(chǎn)線(xiàn)目標(biāo)，而汽車(chē)零部件廠(chǎng)商奧聯(lián)電子更是制定了力爭(zhēng)5年內(nèi)形成8GW鈣鈦礦裝備和2GW鈣鈦礦電池組件生產(chǎn)能力的宏偉目標(biāo)，協(xié)鑫光電、仁爍光能、纖納光電、萬(wàn)度光能也紛紛跟進(jìn)GW級(jí)產(chǎn)線(xiàn)規(guī)劃。

但值得注意的是，鈣鈦礦還處于從0到1的產(chǎn)業(yè)初級(jí)階段，企業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)及落地情況受到多方關(guān)注。

根據(jù)企業(yè)規(guī)劃，以協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能、無(wú)限光能、仁爍光能為首的“原住民”，預(yù)計(jì)2023年鈣鈦礦電池百兆瓦級(jí)別產(chǎn)線(xiàn)總產(chǎn)能將接近1GW。截至目前國(guó)內(nèi)已有3條百兆瓦產(chǎn)線(xiàn)建成，分別是協(xié)鑫光電、纖納光電和極電光能。

協(xié)鑫光電組件尺寸為1mx2m，是目前全球最大尺寸的鈣鈦礦組件，轉(zhuǎn)換效率近16%，預(yù)計(jì)2023年實(shí)現(xiàn)100MW產(chǎn)線(xiàn)基本工藝打通，量產(chǎn)效率目標(biāo)為18%。

2022年7月納纖光電首批5000片α組件成功發(fā)貨，尺寸達(dá)到1245x635x6.4mm；此外去年2月，纖納光電全球首個(gè)鈣鈦礦集中式光伏電站一期開(kāi)工，裝機(jī)容量為12MW。

極電光能方面，2022年12月，150MW全球最大的鈣鈦礦組件生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)；今年3月，極電光能研發(fā)的809.8cm2大尺寸鈣鈦礦光伏組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.9%，鈣鈦礦大尺寸組件進(jìn)程加快。百兆瓦產(chǎn)線(xiàn)外，多家鈣鈦礦企業(yè)也紛紛展開(kāi)行動(dòng)。

今年1月，萬(wàn)度光能2GW鈣鈦礦光伏組件研發(fā)及制造生產(chǎn)基地項(xiàng)目開(kāi)工；2月份仁爍光能全球首條全鈣鈦礦疊層光伏組件研發(fā)線(xiàn)正式投產(chǎn)，組件尺寸為30*40c㎡，經(jīng)日本JET第三方認(rèn)證，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到29.0%，目前10MW研發(fā)中試線(xiàn)已全線(xiàn)跑通，是國(guó)內(nèi)唯一一家建設(shè)全鈣鈦礦疊層組件的企業(yè)。

同為今年2月，脈絡(luò)能源鈣鈦礦組件中試生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)工藝貫通，首片大面積（30cm*30cm）鈣鈦礦光伏組件正式下線(xiàn)；去年7月，鑫磊鑫半導(dǎo)體總投資10.36億元的1GW鈣鈦礦光伏組件生產(chǎn)基地項(xiàng)目開(kāi)工；無(wú)限光能10MW級(jí)中試線(xiàn)建設(shè)也于去年6月啟動(dòng)。鈣鈦礦電池企業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)情況如下：

作為極具潛力的下一代光伏技術(shù)，鈣鈦礦已然成為行業(yè)和資本市場(chǎng)的“寵兒”，面對(duì)遠(yuǎn)超晶硅的可發(fā)掘空間，不少企業(yè)期待抓住機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)。而從實(shí)驗(yàn)室走向項(xiàng)目應(yīng)用，鈣鈦礦仍有多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)有待突破，離真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有一段路要走。量產(chǎn)之爭(zhēng)一觸即發(fā)，誰(shuí)能乘勢(shì)而上、率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地，誰(shuí)將有望成為未來(lái)的光伏“黑馬”，我們拭目以待！