瞻觀前沿

近日，科學家們公布了一項重要的研究成果，他們在《科學》雜志上發(fā)表了一篇關于將鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池推向市場的路線圖的文章。該成果為未來為沙特阿拉伯和世界各地豐富、廉價的清潔能源鋪平道路。

該研究的作者包括阿卜杜拉國王科學大學 (KAUST) 和太陽能技術中心的 Stefaan De Wolf 教授及其研究團隊。他們的目標是提高太陽能電池的效率，以實現(xiàn)沙特阿拉伯的太陽能目標。

在他們的論文中，研究團隊概述了主要挑戰(zhàn)并提出了商業(yè)化的解決方案。其中包括考慮現(xiàn)實世界的條件，如可變的溫度和陽光。他們建議進行地理測試，以優(yōu)化特定位置的性能，這類似于太陽能電池的個性化醫(yī)療。

另一個重要的考慮因素是加速穩(wěn)定性測試。部署的太陽能電池必須具有長達數(shù)十年的使用壽命。因此，研究團隊提出了一些方法來加速測試這些太陽能電池的穩(wěn)定性。

最后，當前的制造工藝涉及高昂的材料成本和潛在危險的化學品，可能需要昂貴的安全預防措施。該論文提出了一些生產(chǎn)線的范例，以確定降低成本的機會。

Stefaan De Wolf 教授表示：鈣鈦礦/硅串聯(lián)市場預計在十年內將超過 100 億美元。阿卜杜拉國王科技大學處于這場革命的最前沿，為所有人提供負擔得起的、可獲得的清潔能源奠定了基礎。

（圖片來源：攝圖網(wǎng)）

技術價值觀察

鈣鈦礦電池屬于第三代新型太陽能電池，產(chǎn)品結構原理和硅基電池差異較大，需全新的工藝流程和產(chǎn)線設備，因此產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)差異較大。

鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)鏈上游包括TCO玻璃、靶材、POE膠膜、丁基膠等輔材以及鍍膜設備、涂布設備、激光設備、封裝設備等設備，其中以鍍膜設備(PVD、RPD)、涂布機、激光設備為核心;中游為鈣鈦礦電池及組件制造;下游為鈣鈦礦電池應用，包括BIPV(光伏建筑一體化)、車載光伏、室內光伏等。該技術處于鈣鈦礦電池中游環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

鈣鈦礦電池制備過程包括4次激光刻蝕

激光工藝涉及到整個鈣鈦礦薄膜電池的制備流程，是整個生產(chǎn)流程中的必備環(huán)節(jié)。鈣鈦礦電池生產(chǎn)過程中需要分別進行3次平行激光刻蝕(P1-P3)，并完成P4的清邊。P1-P3刻蝕環(huán)節(jié)的作用是切割電池表面，形成阻斷電流導通的單獨模塊，實現(xiàn)增大電壓和串聯(lián)電池的效果;P4激光負責清邊以完成最后的封裝環(huán)節(jié)。

鈣鈦礦電池百兆瓦產(chǎn)線落地

隨著鈣鈦礦電池企業(yè)自身工藝進步與產(chǎn)業(yè)資本的持續(xù)高漲投入，行業(yè)內公司的產(chǎn)線推進迅速，極電光能、協(xié)鑫光電等頭部企業(yè)大多已投產(chǎn)百兆瓦級量產(chǎn)中試線，并在產(chǎn)品穩(wěn)定性得到驗證后進一步探索GW級產(chǎn)線;新進入者也在跟進布局百兆瓦級中試線，標志著鈣鈦礦電池行業(yè)由實驗室階段走向產(chǎn)業(yè)化階段。根據(jù)頭部廠商擴產(chǎn)計劃，預計于明后年有望陸續(xù)落地GW級生產(chǎn)線，進一步推動鈣鈦礦太陽能電池規(guī)模化生產(chǎn)。

中國鈣鈦礦電池行業(yè)競爭者入場進程

從企業(yè)入場進程來看，天合光能、隆基綠能、晶澳科技等上市企業(yè)均較早入局電池行業(yè);纖納光電、萬度光能、曜能科技、大正微納、協(xié)鑫光電等非上市企業(yè)集中于2015年之后入場，專注鈣鈦礦電池研發(fā);仁爍光能最晚入場，于2021年成立，為行業(yè)內唯一一家全鈣鈦礦疊層電池企業(yè)。

中國鈣鈦礦電池技術賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前鈣鈦礦電池關鍵技術強相關的城市集群主要集中在華中和粵港澳大灣區(qū)，尤其是廣東省成為重點發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于鈣鈦礦電池研發(fā)，成為潛在的鈣鈦礦電池技術發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，粵港澳大灣區(qū)地區(qū)有極大的可能性成為鈣鈦礦電池技術的先導區(qū)域。重點關注廣東省深圳市龍崗區(qū)、廣東省深圳市福田區(qū)、山西省運城市河津等地的相關企業(yè)，以及這些地方對鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。

經(jīng)濟學人APP資訊組

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標簽： 電池 鈦礦 太陽能電池 隨筆