在光伏行業整體面臨降本與結構性競爭壓力的背景下,鈣鈦礦作為新一代光伏技術路線受到高度關注。
今年以來,鈣鈦礦光伏技術迎來產業化落地的重要階段。京山輕機日前宣布鈣鈦礦光伏設備實現批量交付,成為國內率先具備規模化供貨能力的設備企業之一。與此同時,多條百兆瓦級生產線陸續建成并進入調試或投運階段,鈣鈦礦電站項目實現兆瓦級持續運行,部分示范電站已穩定發電接近兩年。業界認為,隨著技術路徑逐步清晰、設備和材料成本下降、標準化體系同步推進,鈣鈦礦技術正進入商業化驗證期。
在光伏行業整體面臨降本與結構性競爭壓力的背景下,鈣鈦礦作為新一代光伏技術路線受到高度關注。當前,行業技術迭代方向已從傳統晶硅效率提升轉向以鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層為代表的新材料結構創新。在國家“雙碳”目標及全球能源轉型趨勢推動下,這一新興技術路線被視為推動光伏產業從“效率競爭”邁向“結構創新”的關鍵力量,其產業化進展成為觀察光伏技術未來動向的重要窗口。
技術路線分化加速
鈣鈦礦技術作為新一代光伏電池核心路線之一,正從實驗室“效率紀錄競爭”逐步轉向“量產效率與穩定性并重”。今年以來,鈣鈦礦單結與鈣鈦礦疊層兩大路徑同步推進,形成多技術路線并行發展的格局。
TüV萊茵大中華區太陽能服務首席技術專家高祺指出,光伏電池技術發展方向正在發生結構性變化,在以TOPCon和HJT為代表的晶硅鈍化技術逐步趨于成熟后,新材料結構成為行業實現效率突破的重要方向,其中鈣鈦礦技術已具備產業化驗證基礎,并在效率提升方面展現顯著潛力。
極電光能聯合創始人、總裁于振瑞表示,鈣鈦礦作為材料體系具備低溫制備、可溶液加工、高光吸收系數等特性,能夠突破晶硅材料效率上限,為行業提供新的增長空間。他指出,當前鈣鈦礦技術路線主要分為單結和疊層兩大方向,疊層路線又包含組件級四端結構和電池級兩端結構。其中,單結技術成熟度最高,已在兆瓦級電站實現應用,是多數初創企業的主要選擇;疊層路線則更適用于面積受限、高價值場景,預計在四五年內實現商業化應用。
從技術特性來看,單結鈣鈦礦產品成本更低、具備柔性和半透明優勢,在建筑光伏一體化、車載光伏等新型場景具備不可替代性。而鈣鈦礦/晶硅疊層技術通過封裝或沉積方式實現電池層結構疊加,可提升整體效率水平,為行業實現更高效率極限提供路徑。
在業內人士看來,未來光伏產業競爭中,鈣鈦礦將不僅是“替代路線”,更是“增量路線”,能夠通過與晶硅結合創造新的技術門檻,推動光伏技術范式轉換。不過,只有實現效率、穩定性、成本三者的平衡,鈣鈦礦技術才能在未來光伏市場中形成可持續競爭優勢。
產線與示范項目同步推進
鈣鈦礦技術從實驗室走向產業化的進程明顯加快,核心體現在設備供給能力的形成、百兆瓦級生產線陸續投運以及兆瓦級電站持續驗證三方面。
于振瑞透露,極電光能150兆瓦中試線自2022年底建成以來,已連續運行近三年,產品良率穩定在95%左右;其吉瓦級產線的一期項目已于2025年初投產,經過半年的產能爬坡與工藝調試,目前已正式出貨,良率保持在約90%。
在下游應用方面,鈣鈦礦電站示范項目呈現出由“點狀試驗”向“場景化驗證”轉變的趨勢。于振瑞介紹,目前已投運的鈣鈦礦電站中,單體規模達到兆瓦級,運行時間最長接近兩年。近期華能集團投運5兆瓦地面電站,是目前國內最大的全鈣鈦礦地面電站項目。此外,今年內還將有多個項目陸續建成,包括國電投大慶基地8.58兆瓦項目及無錫6.8兆瓦分布式項目,預計明年將出現單體10兆瓦級電站。這些項目的持續運行,為技術穩定性和發電性能提供了長期數據支撐。
不過,從產業鏈視角看,鈣鈦礦技術仍處于商業化驗證初期。業內判斷,鈣鈦礦產業化正處于由“技術可行”向“商業可行”過渡的關鍵階段。在當前市場環境下,企業紛紛加快布局產線,構建從設備制造、材料供應到組件封裝的一體化產業鏈體系,以搶占先發優勢。隨著裝機規模逐步擴大、成本持續下降,鈣鈦礦有望在未來三年內進入產業規模化階段,形成從中試示范向商業化應用的實際邁進。
標準體系亟待完善
技術創新要實現商業化落地,必須建立統一的標準體系。今年以來,鈣鈦礦技術標準制定工作明顯提速,成為行業關注重點。
TüV萊茵全球電力電子產品服務副總裁兼大中華區太陽能與商業產品服務副總裁李衛春表示,鈣鈦礦材料與傳統晶硅組件在結構及工藝方面具有明顯差異,現有的檢測認證體系已無法完全適用新材料技術,必須通過制定專門標準來確保技術評估的科學性與測量結果的一致性。他指出,光伏技術的發展高度依賴測試手段的進步,標準化工作不僅是產業化的基礎,更是推動技術迭代的重要支撐。
目前,TüV萊茵已聯合行業龍頭企業成立鈣鈦礦技術應用推廣聯盟,并推動相關標準于去年年底至今年初完成制定,涵蓋性能測試、溫度系數、弱光表現等技術參數,同時建立針對可靠性驗證的認證體系。于振瑞介紹,公司正與行業機構共同參與中國光伏行業協會在新疆昌吉組織的標準會議,推動鈣鈦礦專項標準納入行業標準體系,確保新技術在推廣過程中有章可循。
從國際視角看,鈣鈦礦標準制定已成為全球技術競爭的新焦點。于振瑞指出,我國在鈣鈦礦產業化方面已形成領先優勢,需要及時將技術優勢轉化為標準優勢。因此,他呼吁行業各方加強協同,特別是有TüV萊茵這樣的國際第三方機構的參與,推動我國在國際標準制定中取得主動權,鞏固全球競爭地位。
業內一致認為,鈣鈦礦標準體系的構建不僅關系到技術推廣的效率,也將直接影響市場準入、產品認證以及金融機構對電站項目的投資信心。隨著標準的逐步落地,將為鈣鈦礦技術在不同場景下應用提供權威評估依據,推動技術走向大規模、規范化發展。(記者 董梓童)
轉自:中國能源報
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