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田清勇:钙钛矿的产业化发展

2024-09-19 14:03:21 中国能源网

昆山协鑫光电材料有限公司总经理田清勇:首先介绍一下协鑫团队的发展历史:协鑫早期做薄膜电池OPV,2013年转做钙钛矿,因为钙钛矿和OPV的结构非常类似,只是把原来传统的有机染料换成了钙钛矿有机和无机杂化的染料。2014年我们投建了全球第一条中试规模的钙钛矿大面积组件生产线,65×45平方厘米,有效面积1000~2000平方厘米。2016年加入协鑫集团,2019年大尺寸组件获得了15.3%的效率,现在看起来不高,但在当时也是全球首屈一指的。基于这样的成果,我们在2020~2021年启动了100兆瓦生产线的建设目标,它的尺寸是1×2米,也是匹配当时晶硅的主流产线,166硅片,尺寸差不多也是1×2米,整个产线的设计既有单结也会兼顾叠层路线。

近期,基于1×2米三年的开发成果,我们从效率不到10%提升到今年年初的19%,我们认为单结电池已经做到了一定技术水平,但是因为整个行业的发展,晶硅的成本及效率不断地发展,单结的钙钛矿要实现一个比较好的竞争优势,现在还比较难以实现,所以在去年年底,我们把公司的重点产品转向钙钛矿和晶硅的叠层产品,目前我们的叠层组件效率,两平方左右的已经超过26%,我们认为它已经具有了一定的市场竞争力水平,并且我们已经启动融资,启动建设,计划在明年推出1.2×2.4米钙钛矿晶硅的叠层组件产品。

重点介绍一下我们有竞争力产品的技术方案,从19%的单结到27%的叠层。我们的产业相对于目前的晶硅产业其实是一种技术升级,简单来说就是把现在的晶硅产业,把前面的玻璃板换成了钙钛矿电池,因为钙钛矿电池虽然结构比较复杂,会有若干层薄膜结构,还有激光刻线,但是它的整个厚度只有将近2微米。我们把玻璃换成钙钛矿电池之后对整个工艺来讲并没有特别大的变化,相当于在组件厂将组件和传统晶硅组件层压在一起,就实现了一个新产品的制作。

很多人在担心把钙钛矿和晶硅合在一起,成本会不会特别高,让市场无法接受。这一点我们可以通过两个方面来解释。首先,我们从电站系统端的成本来考虑这个问题,因为整个系统端有一个VOS的摊薄,所以本身组件成本就可以比传统晶硅更高一些,这块来自于对系统端的节省,是比较容易实现的。我们认为吉瓦级的产线正常投入使用之后,有26%、27%甚至28%的组件出货,其实就可以实现。

另外一个难度稍微大一点的,是要实现钙钛矿单瓦组件成本和晶硅单瓦组件成本的打平,主要依赖于效率的提升。相对于传统晶硅,物料成本肯定有所增加,要增加若干个膜层,还要增加工艺,这一块我们核算过,在一定的规模下,可以增加大概20%~30%的成本,可以实现相对于传统晶硅22%~23%效率的提升,这一块也可以打平。组件端的成本打平比系统端的成本打平难度要高不少。

随着技术的进一步发展,我们甚至可以做到单瓦叠层组件的成本比单瓦晶硅的成本还要低,当然这需要更高的组件效率,需要更好的技术。

大家还关心的一点就是钙钛矿组件的稳定性,作为一个长寿命的产品,组件一般要求25年甚至更长的使用寿命,因为这关系到投建电站之后长期收益的计算。目前我们获得的成绩是单结的钙钛矿组件已经在国际上最权威的认证结构TUV莱茵获得了稳定性和安全性的测试,这是在今年5月份获得的。代表我们单结组件材料的稳定性和效率都已经做到可以面向市场,因为这个标准是基于晶硅的一个标准,晶硅能过的测试我们都能完全通过。对于钙钛矿和晶硅叠层这种全新的产品,肯定还需要重新做一遍认证。

我们的未来规划:

技术上的规划,首先要实现效率提升,要在叠层电池上获得更高的效率,我们计划明年在量产线上作出27%的叠层组件,实现更好的竞争力,而26%、27%的这样的效率是晶硅单结组件几乎无法实现的。

为了配套我们的规划,我们在昆山建设了新的吉瓦级的基地,目前工程正在如火如荼地的进行中,预计厂区将在今年10月份交付使用,产线组件也会陆续完成。基地落成的时候欢迎大家前来指导工作,进行技术交流。




责任编辑: 李颖