光伏建筑一体化(BIPV)的发展经历了从晶硅主导到薄膜尝试,再到钙钛矿兴起的三代技术路线迭代,其中钙钛矿被视为对薄膜电池的升级路线,当前正处于从中试向量产过渡的关键拐点。
三代技术路线的关键拐点
第一代:晶硅光伏主导屋顶市场。 晶硅组件率先在建筑屋顶场景实现规模化应用,是目前集中式与分布式电站的主流选择,在发电效率与成本上具备明显优势。
第二代:薄膜电池尝试立面应用。 钙钛矿本质上是对以往薄膜电池的升级,其应用场景也应多借鉴薄膜电池的经验。薄膜电池(如CdTe、CIGS)曾尝试切入建筑外立面,但受制于效率表现,未能大规模打开市场。
第三代:钙钛矿因美观性更适合建筑。 钙钛矿的禁带宽度可以调节,能够自主选择吸收光谱从而呈现不同颜色,美观性胜过晶硅,因此很适合用在外立面上。除建筑外立面外,也有团队尝试将钙钛矿应用于新能源车车顶。
当前产业化拐点:中试向量产过渡
钙钛矿行业正处于从实验室走向产业化的关键阶段。从产能布局看,目前规划产能远大于在建产能,说明各家企业仍在探索阶段。头部企业的进展包括:
| 企业 | 关键进展 |
|---|---|
| 协鑫光电 | 1米×2米大尺寸钙钛矿组件已下线,一期100MW产线采用该尺寸 |
| 纤纳光电 | 一期100MW级别产线已量产,出货5000片,并开建全球首个钙钛矿集中式光伏地面电站(12MW) |
| 极电光能 | 一期150MW试制线,规划产能达6GW |
值得注意的是,钙钛矿是一体化技术,组件做完即电池做好,因此其效率均为组件端效率,与晶硅通常谈电池端效率的口径不同,对比时应以最终组件效率为准。
常见问题
钙钛矿与晶硅是替代关系吗?
短期内更准确的描述是互补。目前钙钛矿体量很小,主要应用场景是给晶硅做叠层电池,起到“锦上添花”的辅助作用。钙钛矿层是透明的,涂敷在常规组件玻璃上后,外层钙钛矿与内部晶硅可分别吸收不同波段的光谱,提升整体效率。长期来看,钙钛矿若要独立发展,更可能的方向是往建材领域发力。
钙钛矿产业化还需要多久?
可以参考异质结的发展历程:异质结在2018年以前处于中试阶段,此后才逐步出现GW级以上的大产线投产。钙钛矿需要经历的时间大概率要长于异质结。当前行业在建产能约1GW级别,规划产能则在27GW以上,差距明显,说明规模化量产仍需时间验证。
哪些企业布局较为领先?
协鑫光电、纤纳光电、极电光能三家被列为布局较为靠前的企业。协鑫光电的股东阵容包括腾讯、宁德时代;纤纳光电采用溶液打印技术路线,区别于传统的PVD+涂布方式;极电光能背后是长城汽车,一期产能为150MW。不过由于均未形成大批量量产线,是否能在商业化领域有所突破仍待观察。