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一些地方推進(jìn)碳達(dá)峰聚焦這個關(guān)鍵領(lǐng)域,鈣鈦礦能“挖”多深

一些地方推進(jìn)碳達(dá)峰聚焦這個關(guān)鍵領(lǐng)域,鈣鈦礦能“挖”多深

義星光 2024-12-29 行業(yè)新聞 2 次瀏覽 0個評論

  由于存在鈣鈦礦材料穩(wěn)定性不足、規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)的不成熟以及缺乏長期的可靠性測試方法和標(biāo)準(zhǔn)等問題,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的時機尚未到來,未來發(fā)展前景仍有待觀察。

  “鈣鈦礦”正在成為多地推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。

  第一財經(jīng)記者近日觀察發(fā)現(xiàn),推動鈣鈦礦等技術(shù)迭代應(yīng)用以及項目招引和落地,被多地列入碳達(dá)峰實施方案。此外,多家頭部企業(yè)近日也表示,將重點布局鈣鈦礦研發(fā)和生產(chǎn)。

  不過,由于存在鈣鈦礦材料穩(wěn)定性不足、規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)的不成熟以及缺乏長期的可靠性測試方法和標(biāo)準(zhǔn)等問題,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的時機尚未到來,未來發(fā)展前景仍有待觀察。

  產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段

  鈣鈦礦是一種具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料,由于其獨特的光電特性,如高吸光系數(shù)、低激子束縛能、高載流子遷移率和高缺陷容忍度,被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域,尤其是在太陽能電池領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。

  與傳統(tǒng)薄膜電池相比,鈣鈦礦薄膜電池可擺脫對環(huán)境和高造價原材料的依賴,降低操作難度。由于具備生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢,近年來,鈣鈦礦太陽能電池被視為最有希望取代傳統(tǒng)石化能源的新能源電池之一。

  早在8年前,上海交通大學(xué)韓禮元教授團(tuán)隊就研發(fā)出鈣鈦礦太陽能組件,能量轉(zhuǎn)化效率突破了12%。目前,鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率已提升到25%以上。深圳光因科技有限公司(下稱“光因科技”)本月宣布,其自主研發(fā)的鈣鈦礦單元電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到26.20%,連續(xù)四次打破單元電池光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄。

  鈣鈦礦電池還可以與硅電池板結(jié)合,制造出效率更高的串聯(lián)電池,這對于提高太陽能電池的整體效率具有重要意義。業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,未來幾年內(nèi),鈣鈦礦太陽能電池的效率將進(jìn)一步提高,成本將進(jìn)一步降低。

  在日前舉辦的第11屆國際清潔能源論壇大會鈣鈦礦專題論壇上,華蓋資本投資總監(jiān)劉凌韜介紹,截至目前,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)在江蘇、廣東、浙江、上海、山西、河南、山西等省市均有分布。

  “目前,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段,成為全球研究和投資的熱門領(lǐng)域?!睂<医榻B,目前,有超過6000家機構(gòu)和100多個國家參與技術(shù)研發(fā)。自2022年以來,許多中國企業(yè)已涉足鈣鈦礦領(lǐng)域,投入資金用于研發(fā)和新建生產(chǎn)線。

  “鈣鈦礦及疊層電池是光伏領(lǐng)域下一代主流技術(shù)?!眲⒘桧w表示,未來5-10年內(nèi),鈣鈦礦晶硅疊層電池有望達(dá)到超過30%的疊層組件效率,在現(xiàn)有產(chǎn)線基礎(chǔ)上新增鈣鈦礦工藝即可完成產(chǎn)品升級。鈣鈦礦作為第三代全新光伏技術(shù),具有成本低廉、轉(zhuǎn)換效率高、適宜做大面積等諸多優(yōu)點。

  光電轉(zhuǎn)換效率正在不斷刷新

  第一財經(jīng)記者梳理公開信息發(fā)現(xiàn),目前,推動鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展已被列入一些地方碳達(dá)峰實施方案,并已開始產(chǎn)業(yè)布局。

  《國家碳達(dá)峰試點(杭州)實施方案》提出,實施能源低碳轉(zhuǎn)型攻堅行動。推動碲化鎘、鈣鈦礦等技術(shù)迭代應(yīng)用;《國家碳達(dá)峰試點(青島)實施方案》提出,推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。推動鈣鈦礦太陽能電池項目招引和落地,引導(dǎo)綠電—綠氫——綠碳產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)快速發(fā)展;

  《國家碳達(dá)峰試點(長治高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū))實施方案》也提出,支持光伏企業(yè)加強隧穿氧化層鈍化接觸(TOPCon)、異質(zhì)結(jié)(HJT)、鈣鈦礦等下一代電池技術(shù)研發(fā)。

  此外,多家頭部企業(yè)近日也表示,將重點布局鈣鈦礦研發(fā)和生產(chǎn)。中國華能微信公眾號近日發(fā)布消息稱,經(jīng)第三方權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證,中國華能自主研發(fā)的大面積鈣鈦礦—晶硅疊層電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.12%(孔徑面積1337.4平方厘米),標(biāo)志著華能在鈣鈦礦電池技術(shù)研發(fā)方面取得新突破。

  中國華能介紹,該技術(shù)由華能清潔能源技術(shù)研究院牽頭,華清鈣鈦礦光伏技術(shù)(北京)有限公司研發(fā)。鈣鈦礦及疊層組件可應(yīng)用于集中式電站、光伏建筑一體化和便攜式充電等領(lǐng)域,具有廣泛的應(yīng)用前景。

  京山輕機(維權(quán))近日在接受機構(gòu)調(diào)研時表示,未來,仍然要重點關(guān)注GW級鈣鈦礦產(chǎn)線的進(jìn)展,這是行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要標(biāo)志,需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的通力合作;捷佳偉創(chuàng)表示,具備鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層量產(chǎn)型整線裝備的研發(fā)和供應(yīng)能力,已向十多家光伏頭部企業(yè)和行業(yè)新興企業(yè)及研究機構(gòu)提供鈣鈦礦裝備及服務(wù),自建的鈣鈦礦中試線已正式投產(chǎn)運營。

  深圳光因科技有限公司(下稱“光因科技”)研發(fā)工程師張林告訴記者,光因科技整合了上海交通大學(xué)的大面積鈣鈦礦薄膜離子耦合技術(shù)、電荷傳輸層離子電荷協(xié)同輸運技術(shù),同時開發(fā)了核心的設(shè)備工藝匹配性技術(shù)等,使鈣鈦礦組件的穩(wěn)定效率持續(xù)提升。

  張林介紹,截至目前,光因科技已連續(xù)9次刷新鈣鈦礦電池效率紀(jì)錄,在1平方厘米光電轉(zhuǎn)換效率方面保持著世界領(lǐng)先地位。

  鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

  行業(yè)預(yù)測顯示,2030年鈣鈦礦電池滲透率將增長至30%。業(yè)內(nèi)專家對第一財經(jīng)記者表示,目前,鈣鈦礦電池已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點,隨著技術(shù)的不斷提升,未來實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的可能性是存在的,但目前仍面臨一些挑戰(zhàn)。如鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性問題、規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)的不成熟以及缺乏長期的可靠性測試方法和標(biāo)準(zhǔn)等。

  脈絡(luò)能源董事會秘書陳軍榮表示,盡管鈣鈦礦太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率在快速提升,量產(chǎn)組件有很大潛力,但穩(wěn)定性仍然是最大挑戰(zhàn)。鈣鈦礦光伏技術(shù)的大規(guī)模量產(chǎn)取決于市場客戶的采購意愿。

  中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院光伏部一級業(yè)務(wù)經(jīng)理周養(yǎng)盈對第一財經(jīng)記者表示,標(biāo)準(zhǔn)化滯后是行業(yè)發(fā)展面臨的重要問題。當(dāng)前,通用光伏標(biāo)準(zhǔn)已超過500項,但鈣鈦礦專有標(biāo)準(zhǔn)不到10項。鈣鈦礦光伏作為一項新技術(shù),在穩(wěn)定性、成本控制、良品率、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)路線、工程驗證等方面還有諸多挑戰(zhàn),需要一段時間進(jìn)行技術(shù)熟化。

  周養(yǎng)盈分析稱,“每提高1%的組件效率,會降低5%的光伏系統(tǒng)成本”,這在組件效率較低的情況下是比較適用的。但是在效率越來越高的情況下,邊界收益會遞減,尤其是超過30%時,收益更加趨緩?!斑@不僅僅是一個技術(shù)問題,也是一個經(jīng)濟問題?!?/p>

  不過,業(yè)內(nèi)專家從政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度,仍然看好鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)的未來前景。

  《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出,加強鈣鈦礦等新型高效低成本太陽能電池技術(shù)研發(fā)。重點發(fā)展鈣鈦礦電子材料;《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》強調(diào),開展高效鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)示范試驗。

  國家發(fā)展改革委辦公廳、國家能源局綜合司《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展有關(guān)事項的通知》提出,完善產(chǎn)業(yè)鏈綜合支持措施。落實相關(guān)規(guī)劃部署,突破高效晶體硅電池、高效鈣鈦礦電池等低成本產(chǎn)業(yè)化技術(shù),推動光伏發(fā)電降本增效,促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。

  中國財政科學(xué)研究院資源環(huán)境和生態(tài)文明研究中心主任陳少強表示,非化石能源是中國能源低碳轉(zhuǎn)型的方向,但由于前期成本高和市場應(yīng)用不廣等問題,市場主體投資意愿不足,未來應(yīng)加大財政支持力度。

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