鈣鈦礦電池行業主要上市公司:(300750.SZ);隆基綠能(601012.SH);(688599.SH);(688223.SH);(002459.SZ);(600477.SH);(002514.SZ)等
本文核心數據:鈣鈦礦單結電池及鈣鈦礦/晶矽疊層電池轉換效率進展
鈣鈦礦電池誕生十餘年,轉換效率迅速躍升
鈣鈦礦電池屬於第三代新型電池,起步較晚,但發展迅速。從鈣鈦礦電池的發展歷程來看,2009年,日本科學家Kojima和Miyasaka將鈣鈦礦這種材料應用到染料敏化太陽能電池中,並實現了3.8%的光電轉換效率,鈣鈦礦太陽能電池正式誕生。但該電池僅僅存在了幾分鐘,為解決鈣鈦礦太陽電池的穩定性問題,2012年,Park小組使用固態spiro-OMeTAD作為空穴傳輸層並製備出第一塊全固態鈣鈦礦太陽能電池,電池效率達到9.7%。
隨後,鈣鈦礦太陽能電池進入迅猛發展階段,光電轉換效率不斷突破。得益於兩步沉積法、氧化鋁取代二氧化鈦、採用陽離子交換等途徑,鈣鈦礦太陽能電池轉換效率相繼突破15%、20%和25%。目前,單結鈣鈦礦電池轉換效率記錄為26.1%,由中國科學技術大學於2023年7月創造。
疊層電池方面,2023年11月,經NERL認證,隆基綠能自主研發的晶矽-鈣鈦礦疊層電池效率達到33.9%,為目前全球晶矽-鈣鈦礦疊層電池效率的最高紀錄。
鈣鈦礦疊層電池實驗室最高轉換效率達33.9%
根據NERL公布的最新數據,截至2023年11月,鈣鈦礦單結電池最高實驗室轉換效率達26.1%,鈣鈦礦/晶矽疊層電池最高實驗室轉換效率更是高達33.9%,由隆基綠能的研發團隊創造。整體來看,鈣鈦礦/鈣鈦礦、鈣鈦礦/晶矽、鈣鈦礦/薄膜等疊層電池為當前研發的熱點之一,構建疊層電池能大幅提升光電轉換效率。
供給端產業化方向存在差異
目前,鈣鈦礦電池行業正處於從實驗室到產業化的重要階段,產業化元年或已悄然而至。當前,國內鈣鈦礦電池廠商可分為上市企業和非上市企業兩大競爭派系。上市企業包括、隆基綠能、、等電池行業龍頭企業,多具有晶矽電池背景,正向鈣鈦礦/晶矽疊層電池方向努力;非上市企業包括協鑫光電、纖納光電、大正微納、極電光能、萬度光能等,以單結鈣鈦礦電池為主要產業化方向。
不同類型企業在量產技術路線上存在差異,主要表現在做單結還是疊層電池,如果做疊層,是選擇鈣鈦礦/晶矽疊層,還是全鈣鈦礦疊層。大部分上市公司走疊層發展路線,隆基綠能、天合光能、杭蕭鋼構大力研發鈣鈦礦/晶矽疊層太陽電池,非上市企業則主要走單結鈣鈦礦電池路線,此外,仁爍光能為行業內唯一一家全鈣鈦礦疊層電池企業。
需求端應用前景廣闊
鈣鈦礦電池在分布式光伏市場具備競爭力,可廣泛應用於BIPV幕牆,也是光伏車頂的優良材料。鈣鈦礦電池下游應用場景廣泛主要得益於鈣鈦礦材料吸光係數大,厚度較薄就能實現對太陽光的有效利用,同時鈣鈦礦材料特性決定了鈣鈦礦電池的製作可採用輕薄、柔性基底。
此外,鈣鈦礦太陽能電池的帶隙可調性使其具有室內光伏電池理想的寬頻隙,將鈣鈦礦電池的下游應用範圍拓展至弱光及室內光伏,進而可以廣泛應用於工業物聯網、智能家居和智能出行等領域。目前已有相關企業布局該應用領域的研究,經國家光伏產業計量測試中心認證,廣東脈絡能源科技有限公司研發的鈣鈦礦室內光伏電池光電轉換效率在1000luxU30光源照射下達到44.72%。
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