近日,中财鼎展投资基金管理( 北京) 有限公司合伙人、总裁王湛正在第四届钙钛矿论坛上指出:“双碳背景下光伏发电增长前景广阔,但单靠晶硅技术无法实现碳达峰、碳中和。”
钙钛矿显著降低碳强度
美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究显示,虽然硅光伏目前在市场上占主导地位,与硅替代物相比,碲化镉和钙钛矿等薄膜技术可以显著降低光伏碳强度。
根据中财鼎盛数据,晶硅的单瓦能耗为1.52KWh,钙钛矿单瓦能耗为0.12KWh,约为晶硅的十三分之一。到2050年,钙钛矿碳排放约为晶硅的7.9%。
不同于“硅料-硅片-电池-组件”的传统晶硅路线,钙钛矿组件制备只需要单一工厂,生产过程耗时较晶硅大幅缩短,此外上游原材料加工所需的能源较少,且制造组件所需的半导体材料数量较少,能耗得到大幅降低。
钙钛矿叠层是突破单结电池物理极限效率的唯一途径
PERC理论极限效率24.5%;
HJT理论极限效率27.5%;
TOPCon理论极限效率28.7%;
IBC理论极限效率29.1%;
晶硅太阳能电池的效率极限是29.3%,当前晶硅太阳能电池实验室最高效率已经达到了26.7%,非常接近其理论效率天花板,而单结钙钛矿具有物理极限效率33%。
“钙钛矿叠层是突破单结电池物理极限效率的唯一途径,钙钛矿/钙钛矿叠层电池的理论效率可达43%。”王湛正指出,“若实现光伏组件产业化达35%以上效率,只有钙钛矿/钙钛矿叠层技术能够实现。”
一直以来,光伏行业围绕着 “效率与成本” 不断掀起新的技术变革,降本增效是行业的第一要义,作为颠覆性的新一代光伏电池,钙钛矿技术无疑拥有强劲的竞争力。
钙钛矿能显著降低发电成本
根据中财鼎盛测算,电池组件转化效率每提升1个百分点,最终端的度电成本会降低7个百分点。
除了高效,钙钛矿另一个极具优势的特点是其超低的成本。钙钛矿实现大规模量产之后,制造成本也将只有晶硅的30%左右,协鑫光电范斌博士认为,钙钛矿有望将度电成本降低到比火电还低的水平,跟火电拉开一毛钱到一毛五的度电成本差异,从而实现光伏对火电的大规模替代。
据了解,钙钛矿电池投资成本远远低于晶硅,现有工艺条件下,100MW中试线制造的钙钛矿光伏组件的制造成本预计将低于1元/W,其中钙钛矿材料成本占比仅3.1%左右。当产能扩大到1GW以上时,下降到每瓦0.7元左右,量产规模扩大后,这一成本将进一步下降。
钙钛矿电池与晶硅电池产业链各环节投资额比较
资料来源:协鑫光电,中信建投
资料来源:协鑫光电,中信建投
新材料,新工艺,钙钛矿和钙钛矿叠层能显著提升光伏电池效率,打破现有瓶颈,从而进一步降低光伏终端电站成本,助力碳达峰、碳中和。