實習記者 | 馬悅然
日前,鈣鈦礦光伏企業曜能科技完成了數千萬A輪融資,投資方包括高瓴氣候變化投資團隊。
一時間,鈣鈦礦技術再度引發光伏行業的眾多關注。
曜能科技稱,鈣鈦礦作為近年來最受關注的新型半導體明星材料,在光伏、探測、顯示、照明等眾多領域具備廣泛的應用前景。
該公司宣稱,其鈣鈦礦/晶硅疊層光伏技術,能夠與晶硅技術深度結合,突破傳統單結太陽能電池的產業化光電轉換效率極限,進一步降低光伏發電成本。
光伏行業屬于技術密集型行業,任一環節的新技術革新,都有可能引起市場格局的變動。
業內多認為,目前主流的光伏技術路線的轉換效率,提升水平已逐漸接近瓶頸,行業亟需新一輪的技術變革。
那高瓴資本看好的鈣鈦礦電池,能成為下一代光伏技術的顛覆者嗎?
什么是鈣鈦礦光伏技術?
鈣鈦礦是指一類陶瓷氧化物,呈立方體晶形,可用來制作太陽能電池的替代材料。
1839年,德國科學家Gustav Rose在俄國考察中在烏拉爾山脈發現元素組成為CaTiO3礦物,并為紀念俄國地質學家將其命名為“perovskite”,即鈣鈦礦。
利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池,則被稱為鈣鈦礦型太陽能電池。
相比傳統太陽能轉化方式,鈣鈦礦太陽能電池更高效且更便宜,因此被列入第三代太陽能電池,也稱作新概念太陽能電池。
至今,德國海姆霍茲柏林材料所(HZB)已開發出29.15%轉換效率的鈣鈦礦-硅疊層電池,這是目前全球最高的轉換效率。
太陽能電池主要用于把太陽的光能直接轉化為電能。
根據不同的技術路線,太陽能電池可大致分為:以硅片為基礎的電池,如晶硅電池;基于薄膜材料的電池,如非晶硅薄膜電池、多晶硅薄膜電池、碲化鎘以及銅銦硒薄膜電池等;轉換效率高的第三代電池,如疊層太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池。
目前,主流的光伏電池為晶硅電池。
根據硅片性質的不同,晶硅電池可以再細分為P型電池和N型電池。受成本因素影響,目前大多進行為P型PERC電池。但P型電池在轉換效率達到22.5%后,即面臨資本及技術投入邊際效益率遞減效應,轉換效率難再有效增加的問題。
相較之下,N型電池具有更高的效率和無衰減特性,單位面積上的發電量大,因此N型電池具有更大的潛力和市場空間。
在N型電池領域中,可以細分為TOPCon、異質結HJT、IBC等技術類型。其中,異質結是當下熱門技術。
異質結在晶體硅上沉積非晶硅薄膜,綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優勢,但其成熟度有待考量。
極電光能聯合創始人、副總經理鄭策向界面新聞記者表示,異質結做疊層比較合適,更為天然。但異質結本身也不成熟,暫未在晶硅里成為主流。
鄭策認為,鈣鈦礦出現在晶硅降本幾近于極致的時機背景下,晶硅需要下一代技術去接替、提效。鈣鈦礦則帶有高效率和低成本的優勢,這是最關鍵的問題。
單結晶硅電池的理論極限效率約為29%。新式鈣鈦光伏電池的單層理論效率則可達31%;鈣鈦礦疊層電池,包括晶硅/鈣鈦礦的雙節疊層轉換效率可達35%,鈣鈦礦三節層電池理論效率可達45%以上。
中國商業化進程如何?
鈣鈦礦太陽電池已引起國內外眾多企業的關注,國內企業布局該技術的也不在少數。