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田清勇:鈣鈦礦的產業化發展

2024-09-19 14:03:21 中國能源網

昆山協鑫光電材料有限公司總經理田清勇:首先介紹一下協鑫團隊的發展歷史:協鑫早期做薄膜電池OPV,2013年轉做鈣鈦礦,因為鈣鈦礦和OPV的結構非常類似,只是把原來傳統的有機染料換成了鈣鈦礦有機和無機雜化的染料。2014年我們投建了全球第一條中試規模的鈣鈦礦大面積組件生產線,65×45平方厘米,有效面積1000~2000平方厘米。2016年加入協鑫集團,2019年大尺寸組件獲得了15.3%的效率,現在看起來不高,但在當時也是全球首屈一指的。基于這樣的成果,我們在2020~2021年啟動了100兆瓦生產線的建設目標,它的尺寸是1×2米,也是匹配當時晶硅的主流產線,166硅片,尺寸差不多也是1×2米,整個產線的設計既有單結也會兼顧疊層路線。

近期,基于1×2米三年的開發成果,我們從效率不到10%提升到今年年初的19%,我們認為單結電池已經做到了一定技術水平,但是因為整個行業的發展,晶硅的成本及效率不斷地發展,單結的鈣鈦礦要實現一個比較好的競爭優勢,現在還比較難以實現,所以在去年年底,我們把公司的重點產品轉向鈣鈦礦和晶硅的疊層產品,目前我們的疊層組件效率,兩平方左右的已經超過26%,我們認為它已經具有了一定的市場競爭力水平,并且我們已經啟動融資,啟動建設,計劃在明年推出1.2×2.4米鈣鈦礦晶硅的疊層組件產品。

重點介紹一下我們有競爭力產品的技術方案,從19%的單結到27%的疊層。我們的產業相對于目前的晶硅產業其實是一種技術升級,簡單來說就是把現在的晶硅產業,把前面的玻璃板換成了鈣鈦礦電池,因為鈣鈦礦電池雖然結構比較復雜,會有若干層薄膜結構,還有激光刻線,但是它的整個厚度只有將近2微米。我們把玻璃換成鈣鈦礦電池之后對整個工藝來講并沒有特別大的變化,相當于在組件廠將組件和傳統晶硅組件層壓在一起,就實現了一個新產品的制作。

很多人在擔心把鈣鈦礦和晶硅合在一起,成本會不會特別高,讓市場無法接受。這一點我們可以通過兩個方面來解釋。首先,我們從電站系統端的成本來考慮這個問題,因為整個系統端有一個VOS的攤薄,所以本身組件成本就可以比傳統晶硅更高一些,這塊來自于對系統端的節省,是比較容易實現的。我們認為吉瓦級的產線正常投入使用之后,有26%、27%甚至28%的組件出貨,其實就可以實現。

另外一個難度稍微大一點的,是要實現鈣鈦礦單瓦組件成本和晶硅單瓦組件成本的打平,主要依賴于效率的提升。相對于傳統晶硅,物料成本肯定有所增加,要增加若干個膜層,還要增加工藝,這一塊我們核算過,在一定的規模下,可以增加大概20%~30%的成本,可以實現相對于傳統晶硅22%~23%效率的提升,這一塊也可以打平。組件端的成本打平比系統端的成本打平難度要高不少。

隨著技術的進一步發展,我們甚至可以做到單瓦疊層組件的成本比單瓦晶硅的成本還要低,當然這需要更高的組件效率,需要更好的技術。

大家還關心的一點就是鈣鈦礦組件的穩定性,作為一個長壽命的產品,組件一般要求25年甚至更長的使用壽命,因為這關系到投建電站之后長期收益的計算。目前我們獲得的成績是單結的鈣鈦礦組件已經在國際上最權威的認證結構TUV萊茵獲得了穩定性和安全性的測試,這是在今年5月份獲得的。代表我們單結組件材料的穩定性和效率都已經做到可以面向市場,因為這個標準是基于晶硅的一個標準,晶硅能過的測試我們都能完全通過。對于鈣鈦礦和晶硅疊層這種全新的產品,肯定還需要重新做一遍認證。

我們的未來規劃:

技術上的規劃,首先要實現效率提升,要在疊層電池上獲得更高的效率,我們計劃明年在量產線上作出27%的疊層組件,實現更好的競爭力,而26%、27%的這樣的效率是晶硅單結組件幾乎無法實現的。

為了配套我們的規劃,我們在昆山建設了新的吉瓦級的基地,目前工程正在如火如荼地的進行中,預計廠區將在今年10月份交付使用,產線組件也會陸續完成。基地落成的時候歡迎大家前來指導工作,進行技術交流。




責任編輯: 李穎