過去一年，被稱為光伏0-1顛覆性技術(shù)的鈣鈦礦，幾次三番站上資本市場(chǎng)的風(fēng)口浪尖，嘗盡“冷”與“熱”。

被寄予厚望的鈣鈦礦引來產(chǎn)業(yè)資本、創(chuàng)投基金等先后入局，賽道高溫難降。2022年10月，纖納光電完成D輪融資；2022年12月，協(xié)鑫光電完成5億元B+輪融資；2023年3月，極電光能完成數(shù)億元A輪融資。

(資料圖)

也不乏被“攪局者”搞臭了名聲，跌入冰點(diǎn)。自今年2月中旬奧聯(lián)電子（300585.SZ）暴雷起，同花順鈣鈦礦電池概念股的股價(jià)一路下探，從1092點(diǎn)一路跌至887點(diǎn)，僅在短短兩個(gè)月內(nèi)就跌去兩成。

2023年已過去三分之一，二級(jí)市場(chǎng)回歸平靜，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化走到哪一步了？所謂的顛覆晶硅體系的第三代光伏電池技術(shù)，在量產(chǎn)上還要哪些瓶頸亟待解決？

國(guó)海證券在最近的研報(bào)中指出，2022年是鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化元年，2023年至2024年擴(kuò)產(chǎn)加速，或?qū)⒊霈F(xiàn)更多百兆瓦級(jí)產(chǎn)線投產(chǎn)、部分吉瓦級(jí)產(chǎn)線招標(biāo)，2025年將步入成熟商業(yè)化階段。

帶著這些問題，經(jīng)過實(shí)地調(diào)研結(jié)合線上采訪，第一財(cái)經(jīng)記者與多家鈣鈦礦頭部企業(yè)負(fù)責(zé)人溝通后發(fā)現(xiàn)，這些“先行者”多在規(guī)劃建設(shè)或調(diào)試完善百兆瓦級(jí)的中試線，并為吉瓦級(jí)產(chǎn)線沖刺做準(zhǔn)備。

站上“C位”的技術(shù)顛覆性到底在哪里

鈣鈦礦是指一類陶瓷氧化物柔性材料。利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池，被稱為鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池。

太陽(yáng)能電池可大致分為晶硅電池、薄膜電池、鈣鈦礦電池等。作為第三代新型太陽(yáng)能電池，鈣鈦礦電池被認(rèn)為是最具潛力和顛覆性的新一代光伏技術(shù)。相較目前光伏行業(yè)主流的晶硅技術(shù)，鈣鈦礦技術(shù)的顛覆之處首先體現(xiàn)在光電轉(zhuǎn)換效率方面。

現(xiàn)階段，光伏核心材料晶硅的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到天花板。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，晶硅電池理論極限效率為29.43%，TOPCon電池理論極限效率為27.5%，HJT電池理論極限效率為28.2%至28.7%。

而相較晶硅技術(shù)，鈣鈦礦技術(shù)的轉(zhuǎn)換效率天花板更高。鈣鈦礦電池當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室單結(jié)轉(zhuǎn)化率可達(dá)26%，理論效率可達(dá)33%，疊層理論上可到45%。

“從效率提升的角度講，晶硅和鈣鈦礦疊層是必由之路?！眳f(xié)鑫光電創(chuàng)始人、CEO范斌日前在接受第一財(cái)經(jīng)記者專訪時(shí)表示，2017年日本Kaneka公司的單結(jié)晶硅（HBC）電池效率紀(jì)錄轉(zhuǎn)換效率為26.7%，2022年國(guó)內(nèi)企業(yè)刷新到26.8%，花了五年的時(shí)間漲了一個(gè)點(diǎn)。

除去轉(zhuǎn)換效率上顛覆性的提升，鈣鈦礦工序的大大縮短也是另一顛覆性亮點(diǎn)。

“不同于晶硅龐大漫長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)鏈比較短，主鏈條在一個(gè)工廠能就能完成?！睒O電光能副總裁姜偉龍告訴第一財(cái)經(jīng)記者，比如鈣鈦礦工廠采購(gòu)進(jìn)廠的原材料是大宗的化工原料，出廠的就是可以裝到電站上的鈣鈦礦光伏組件。其他的方面比如制造裝備是需要外部采購(gòu)的，還有其他的輔鏈包括相關(guān)原材料、靶材、下游的應(yīng)用方等。

據(jù)記者了解，晶硅電池的制備從硅料到組件至少經(jīng)過四道工序，單位制程需要三天以上，同時(shí)需要大量人力、運(yùn)輸成本等。相較而言，鈣鈦礦組件可在單一工廠完成生產(chǎn)，原材料經(jīng)過加工后直接成組件，沒有傳統(tǒng)的“電池片”工序，進(jìn)而縮短制程耗時(shí)。

光伏頭部企業(yè)的布局分化

鈣鈦礦電池可分為單結(jié)電池與疊層電池，目前產(chǎn)業(yè)中單結(jié)電池占據(jù)主流。

從行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)來看，目前各類玩家的側(cè)重點(diǎn)不同，布局單結(jié)鈣鈦礦的頭部企業(yè)如協(xié)鑫光電（協(xié)鑫科技旗下，3800.HK）、極電光能等。

2021年9月，協(xié)鑫光電建成全球首條100 MW鈣鈦礦組件量產(chǎn)線，組件尺寸1m×2m。

2023年1月18日，協(xié)鑫光電獲得由中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心頒發(fā)的鈣鈦礦組件BIPV光伏玻璃3C認(rèn)證證書，通過耐濕性、耐熱性、耐輻照性能、落球沖擊剝離性能、霰彈袋沖擊性能等測(cè)試，成功拿到進(jìn)入國(guó)內(nèi)BIPV市場(chǎng)的“通行證”。

起源于長(zhǎng)城控股集團(tuán)的極電光能于2018年開始鈣鈦礦的技術(shù)研發(fā)。按照極電光能的規(guī)劃，該公司GW級(jí)鈣鈦礦產(chǎn)線以及配套將于2023年啟動(dòng)建設(shè)，總投資超30億元，預(yù)計(jì)2026年產(chǎn)能將達(dá)到6GW。

3月31日，范斌在協(xié)鑫科技業(yè)績(jī)說明會(huì)上公布鈣鈦礦產(chǎn)線的最新進(jìn)展。他表示，“我們鈣鈦礦100兆瓦的產(chǎn)線是2021年9月到位的，當(dāng)時(shí)的規(guī)劃是，兩年左右的時(shí)間把這條線跑通，即到2023年的年底達(dá)到18%的效率。最近我們的效率已經(jīng)達(dá)到16%，也就是說今年18%的目標(biāo)有很大把握可以完成。

相對(duì)單結(jié)玩家，目前行業(yè)內(nèi)布局鈣鈦礦疊層技術(shù)的玩家主要是晶硅大廠。

截至目前，已吸引光伏頭部企業(yè)如隆基綠能（601012.SH）、晶科能源（688223.SH）、通威股份（600438.SH），新興企業(yè)如寶馨股份、華晟新能源、跨界廠商如杭蕭鋼構(gòu)、聆達(dá)股份等進(jìn)行技術(shù)布局。

從技術(shù)方向看，疊層是長(zhǎng)期趨勢(shì)，單結(jié)是根基。

“晶硅大廠聚焦的是疊層技術(shù)，比如晶硅疊鈣鈦礦這種疊層技術(shù)，而我們是定位于鈣鈦礦單結(jié)電池。晶硅廠的考慮是延續(xù)晶硅產(chǎn)線的價(jià)值，如果能突破疊層的話，晶硅技術(shù)能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接的延續(xù)?！苯獋埜嬖V第一財(cái)經(jīng)記者。

單結(jié)鈣鈦礦產(chǎn)品依然是行業(yè)的第一性問題。姜偉龍向第一財(cái)經(jīng)記者表示，一方面鈣鈦礦疊層的技術(shù)難度比鈣鈦礦單結(jié)更大，另一方面疊層技術(shù)要想成熟，繞不開單結(jié)的核心技術(shù)難關(guān)。我們把單結(jié)作為產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)，同時(shí)對(duì)疊層做一些研發(fā)性的布局。

一位業(yè)內(nèi)人士告訴第一財(cái)經(jīng)記者，對(duì)于晶硅廠家來說，鈣鈦礦是一個(gè)新技術(shù)，他們可能對(duì)多種光伏新技術(shù)都有專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)來做研發(fā)布局，鈣鈦礦只是研發(fā)布局的方向之一。這樣看，他們?cè)阝}鈦礦上的研發(fā)投入相對(duì)有限，產(chǎn)業(yè)化的決心也很難下?！爱吘宫F(xiàn)有晶硅的產(chǎn)能巨大，要對(duì)一個(gè)新技術(shù)走出產(chǎn)業(yè)化的一步，（中間）需要一個(gè)漫長(zhǎng)的決策過程。”

“鈣鈦礦是在趟無(wú)人區(qū)”

記者與多家鈣鈦礦企業(yè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人采訪交流后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在行業(yè)的核心痛點(diǎn)之一在于，近兩年內(nèi)沒有設(shè)備廠家能提供整套的生產(chǎn)線。

“鈣鈦礦是在趟無(wú)人區(qū)，沒有一條現(xiàn)成的路可以走。”范斌告訴第一財(cái)經(jīng)記者，從設(shè)備到工藝到材料都需要原創(chuàng)開發(fā)和整個(gè)體系的配合，需要包括供應(yīng)商、設(shè)備供應(yīng)商、材料供應(yīng)商以及解決方案供應(yīng)商的配合。

蔣偉龍也持與范斌相似的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，不同于晶硅產(chǎn)業(yè)鏈，鈣鈦礦作為新技術(shù)，產(chǎn)業(yè)鏈需要慢慢培育，現(xiàn)在生產(chǎn)線的設(shè)備需要分別從不同廠家采購(gòu)，主要包括真空鍍膜設(shè)備、溶液涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備這四大類。其中前三類設(shè)備，尤其是真空鍍膜設(shè)備和溶液涂布設(shè)備的難度比較大。另外，考慮到鈣鈦礦工藝的復(fù)雜度，工藝包的難度可能相較晶硅更高一些。

除去產(chǎn)業(yè)鏈培育，鈣鈦礦電池壽命和大尺寸的問題也是亟待解決的痛點(diǎn)。

上述業(yè)內(nèi)人士告訴第一財(cái)經(jīng)記者，大面積和效率的問題是鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化過程中的一大難點(diǎn)。這之中既有工藝的問題，也是工業(yè)和設(shè)備結(jié)合的問題。

第一財(cái)經(jīng)記者從極電光能了解到，在大面積的問題上，目前國(guó)內(nèi)三條中試線的核心任務(wù)就是在大面積上解決工藝和設(shè)備的問題，預(yù)計(jì)今年在大尺寸上、平米級(jí)尺寸上會(huì)取得突破性的項(xiàng)目成果。目前在工程層面已經(jīng)有一些初步成果，下一步需要在實(shí)際場(chǎng)景下，在戶外實(shí)證電站上進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，逐步完善包括行業(yè)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、培訓(xùn)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)?！?/p>

在穩(wěn)定性方面，協(xié)鑫光電表示，目前大多數(shù)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦組件連續(xù)工作至少1000小時(shí)不衰減，協(xié)鑫光電100MW產(chǎn)線下線產(chǎn)品的使用壽命預(yù)計(jì)將超過25年。

范斌預(yù)計(jì)，2023年將鈣鈦礦組件效率提高至18%，并通過未來2~3年的努力，將鈣鈦礦組件效率達(dá)到22%。

姜偉龍預(yù)計(jì)，經(jīng)過今年、明年這兩年的時(shí)間會(huì)有更多的產(chǎn)品通過IEC的認(rèn)證，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化在大面積和穩(wěn)定性上的痛點(diǎn)都會(huì)取得突破性的進(jìn)展。

在這場(chǎng)鈣鈦礦行業(yè)竟備賽中，研發(fā)基礎(chǔ)、人員儲(chǔ)備和設(shè)備開發(fā)經(jīng)驗(yàn)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)突圍的三大法寶。

在姜偉龍看來，未來如果想要在鈣鈦礦這個(gè)行業(yè)內(nèi)勝出，應(yīng)當(dāng)具備以下幾點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，比如具備實(shí)驗(yàn)室研發(fā)基礎(chǔ)，具備完善的人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)，平米級(jí)產(chǎn)線的經(jīng)驗(yàn)積累以及一定的設(shè)備開發(fā)能力，至少要對(duì)專業(yè)設(shè)備廠家提出設(shè)計(jì)和定制化要求。

不過，先發(fā)優(yōu)勢(shì)也是企業(yè)在未來是否能在行業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)突圍所不可忽略的變量。

上述鈣鈦礦企業(yè)人士告訴記者，一個(gè)技術(shù)發(fā)展，在實(shí)驗(yàn)室階段和產(chǎn)業(yè)化階段的發(fā)展節(jié)奏和速度不一樣，在研發(fā)階段相對(duì)比較慢，所以在研發(fā)階段作為“后來者”想要追“先發(fā)者”的話相對(duì)比較好追些。產(chǎn)業(yè)化階段是一個(gè)加速的階段，因?yàn)橛匈Y本資金的推入、人才的聚集和市場(chǎng)端的推動(dòng)，所以到產(chǎn)業(yè)化階段，企業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)會(huì)越來越大。

鈣鈦礦量產(chǎn)在即，光源資本董事總經(jīng)理薛玲公開表示，核心關(guān)注以下兩類公司。第一類是具備系統(tǒng)化能力的公司，既需要有底層實(shí)驗(yàn)和研發(fā)能力，也需要有走出實(shí)驗(yàn)室的量產(chǎn)化工藝、設(shè)備、規(guī)模化生產(chǎn)、供應(yīng)鏈管控等體系化能力。第二類是核心環(huán)節(jié)突破的公司，包括行業(yè)底層核心材料、工藝、設(shè)備等帶來核心突破的公司，例如解決底層核心工藝的涂布、結(jié)晶等設(shè)備廠商，以及上游各類核心材料的廠商。

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文章作者

陸如意