“2016年、2017年跟大家講鈣鈦礦的時(shí)候還沒人信，只有協(xié)鑫集團(tuán)董事長朱共山拿了錢愿意投資?，F(xiàn)在無論是原有的光伏企業(yè)，還是跨界者都看好鈣鈦礦?！眳f(xié)鑫光電董事長范斌說。
2010年博士畢業(yè)后，范斌便投身新型光伏電池的研發(fā)工作，并成立了廈門惟華光能，是國內(nèi)最早從事鈣鈦礦研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的人之一。2016年底，廈門惟華光能被協(xié)鑫集團(tuán)收購后，成為該集團(tuán)旗下協(xié)鑫科技獨(dú)立運(yùn)行的子公司。
過去三年間，鈣鈦礦因其極高的光電轉(zhuǎn)換效率（鈣鈦礦單結(jié)電池極限為33%，疊層電池為45%），受到光伏業(yè)內(nèi)的熱捧。頭部光伏企業(yè)均宣稱在鈣鈦礦上投入不菲，并持續(xù)刷新實(shí)驗(yàn)室紀(jì)錄，把鈣鈦礦從平方厘米級別做到平方米級別，光電轉(zhuǎn)換效率從10%+做到20%+。初創(chuàng)企業(yè)也相繼進(jìn)軍，力求把握下一個(gè)風(fēng)口。
2025年被認(rèn)為是鈣鈦礦量產(chǎn)的元年。根據(jù)公司官方信息，協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能等初創(chuàng)企業(yè)均投建 GW（吉瓦，1GW=1000MW）級產(chǎn)線。此外，各家企業(yè)也開始摸索鈣鈦礦的市場空間——考慮到光伏電站市場的“內(nèi)卷”，在鈣鈦礦領(lǐng)域，一些企業(yè)一開始就將市場目光轉(zhuǎn)向了更偏向消費(fèi)端的領(lǐng)域。
在范斌看來，企業(yè)對鈣鈦礦的熱衷，在于已經(jīng)意識到投資晶硅幾乎都是虧損，而光伏又是一個(gè)巨大的市場，鈣鈦礦成為“唯一的選擇”。
但這是否又意味著鈣鈦礦領(lǐng)域?qū)⑿纬梢粓鲂碌摹皟?nèi)卷”？對此，范斌持樂觀態(tài)度，他認(rèn)為短期內(nèi)不會(huì)，因?yàn)椤扳}鈦礦比晶硅復(fù)雜很多”。
量產(chǎn)在即
近三年來，多家光伏頭部企業(yè)和能源企業(yè)涌入鈣鈦礦領(lǐng)域。經(jīng)過持續(xù)的研發(fā)和改進(jìn)，2025年行業(yè)陸續(xù)傳來量產(chǎn)產(chǎn)線落地的消息。
協(xié)鑫光電已經(jīng)添置了GW級大規(guī)格鈣鈦礦疊層組件生產(chǎn)基地，預(yù)計(jì)年內(nèi)落地500MW（兆瓦）產(chǎn)線，協(xié)鑫光電方面稱，這是目前唯一兼顧了大尺寸和高效率的工業(yè)化產(chǎn)線。
仁爍光能宣布有兩條500MW產(chǎn)線，計(jì)劃在年內(nèi)跑通，并于2026年春節(jié)前投產(chǎn)；纖納光電宣布有兩條500MW產(chǎn)線，今年6月啟用，計(jì)劃在年內(nèi)跑通。
隆基綠能、通威股份、晶科科技、天合光能、正泰新能、華晟新能源、阿特斯等晶硅電池頭部企業(yè)均已投入鈣鈦礦—晶硅疊層電池研發(fā)，有的已經(jīng)建成百M(fèi)W級產(chǎn)線。
天合光能董事長高紀(jì)凡曾表示，今年擬建鈣鈦礦中試生產(chǎn)線。華晟新能源董事長徐曉華曾表示，目前已建成100MW鈣鈦礦產(chǎn)線，預(yù)計(jì)將于下半年交付首批實(shí)證組件，探索異質(zhì)結(jié)和鈣鈦礦疊層的技術(shù)路徑。
隆基綠能相關(guān)負(fù)責(zé)人稱，鈣鈦礦疊層電池的理論效率極限可達(dá)43%，被公認(rèn)為是突破單結(jié)晶硅電池效率極限的主流技術(shù)方案。隆基始終強(qiáng)調(diào)鈣鈦礦與晶硅技術(shù)的互補(bǔ)性，未經(jīng)長期可靠性驗(yàn)證的技術(shù)，都不會(huì)盲目量產(chǎn)。隆基提出“創(chuàng)新+協(xié)同”戰(zhàn)略，一方面加大鈣鈦礦、氫能等前沿領(lǐng)域投入；另一方面攜手全球合作伙伴打造開放創(chuàng)新生態(tài)，推動(dòng)技術(shù)落地。
通威股份表示，其鈣鈦礦疊層電池效率已達(dá)34.17%，已經(jīng)完成兆瓦級試驗(yàn)線設(shè)備選型論證及布局規(guī)劃。
中國石油、中國中核、明陽智能、寧德時(shí)代、比亞迪和京東方等多家行業(yè)龍頭企業(yè)也跨界布局鈣鈦礦，加速啟動(dòng)中試線及更高規(guī)模的產(chǎn)線建設(shè)。
產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)也有所動(dòng)作。光伏設(shè)備龍頭企業(yè)邁為股份在今年5月31日發(fā)布的《向不特定對象發(fā)行可轉(zhuǎn)換公司債券募集資金使用的可行性分析報(bào)告》中表示，擬募資2億元投建鈣鈦礦疊層太陽能電池裝備產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)設(shè)備20套?！氨卷?xiàng)目的實(shí)施將有助于公司快速搶占市場先機(jī)，滿足下游客戶產(chǎn)能建設(shè)需求，提升公司盈利能力?！边~為股份表示。
市場空間
目前國內(nèi)許多鈣鈦礦企業(yè)將路燈、車棚等作為自己的應(yīng)用場景，它們寄希望于通過切入原有晶硅電池難以覆蓋的場景，實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦的規(guī)?；瘧?yīng)用。同時(shí)，由于越小面積的鈣鈦礦越容易研發(fā)和生產(chǎn)，這一路徑對于初創(chuàng)企業(yè)更加友好。
范斌認(rèn)為，這些應(yīng)用場景肯定存在一定的市場空間，但這些市場本身體量并不是很大。
因此，協(xié)鑫光電選擇的是直接在光伏電站中替代晶硅組件。2023年12月25日，華能青海兆瓦級鈣鈦礦光伏電站正式投運(yùn)，一期容量約1MW，后續(xù)可擴(kuò)充至4MW，采用協(xié)鑫光電2mx1m尺寸的鈣鈦礦組件。
范斌向記者介紹：“該電站已經(jīng)運(yùn)行超過一年，到目前為止沒有任何(功率）衰減?！?span style="display:none">dxo即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
范斌認(rèn)為，一方面，光伏電站所需的是大尺寸組件（平方米），研制難度更高，協(xié)鑫光電在完成大尺寸組件開發(fā)后，針對小尺寸需求，“只要切成小塊就行”；另一方面，隨著光伏電站技術(shù)的發(fā)展，光伏電站對于組件的需求也在轉(zhuǎn)變，現(xiàn)在更關(guān)心光電轉(zhuǎn)換效率，而不是成本。
據(jù)范斌介紹，現(xiàn)在光伏電站的組件成本占比越來越低，僅占10%左右，BOS（土地、支架等）成本占比越來越高，達(dá)到90%。組件成本的進(jìn)一步壓縮，對于整個(gè)光伏系統(tǒng)的降本影響很小，“比如一個(gè)系統(tǒng)造價(jià)10元，組件成本是0.7元還是0.8元，沒什么影響”。
“但如果把光電轉(zhuǎn)換效率提升，那么系統(tǒng)造價(jià)就會(huì)大幅度下降?！狈侗蟊硎?。
市面上已經(jīng)量產(chǎn)的晶硅組件，光電轉(zhuǎn)換效率均未突破26%。在SNEC期間，多家光伏企業(yè)發(fā)布了各自的最新款晶硅組件，比如隆基發(fā)布的HIBC（高低溫復(fù)合鈍化背接觸技術(shù)）組件效率為25.9%，晶澳科技發(fā)布的組件最高效率為25.5%，晶科科技為 24.8%，天合光能為25.5%。而理論上，鈣鈦礦單結(jié)電池的光電轉(zhuǎn)化效率極限為33%，疊層電池能達(dá)到45%。
范斌告訴記者，理論上鈣鈦礦的生產(chǎn)成本比晶硅要低。不過，現(xiàn)在協(xié)鑫光電的產(chǎn)品成本還比較高，這主要是因?yàn)槠洚a(chǎn)能規(guī)模還比較小。目前協(xié)鑫光電只有一條100MW的鈣鈦礦產(chǎn)線，“設(shè)備和原材料都很貴”。據(jù)范斌介紹，該產(chǎn)線訂單已經(jīng)接滿，年銷售額有望達(dá)到千萬元級別。
“每個(gè)月都在發(fā)生技術(shù)革新”
過去兩三年間，晶硅光伏經(jīng)歷了從PERC（鈍化發(fā)射極和背面接觸電池）到TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸電池）、BC（背接觸電池）和HJT（異質(zhì)結(jié)電池）的技術(shù)路線轉(zhuǎn)變。
這三種技術(shù)路線均相較PERC都具備性能優(yōu)勢，彼此之間難分伯仲，最終結(jié)果是TOPCon取得了超過70%的市占率。
但TOPCon陷入了嚴(yán)重的增量不增利的困境。過去三年間，國內(nèi)新增TOPCon產(chǎn)能近1000GW，是全球總需求的兩倍多，導(dǎo)致組件價(jià)格一路下滑至成本線以下，幾乎所有企業(yè)都出現(xiàn)了虧損。
光伏行業(yè)進(jìn)入“內(nèi)卷”的一個(gè)重要原因是，在供給端，光伏的產(chǎn)業(yè)技術(shù)已成為行業(yè)的通用技術(shù)。想要建一座具有生產(chǎn)能力的光伏組件廠，門檻并不高，有些光伏設(shè)備廠甚至提供“交鑰匙”服務(wù)。
在巨頭們和設(shè)備生產(chǎn)商陸續(xù)入場的背景下，鈣鈦礦這一技術(shù)路線是否會(huì)重蹈覆轍？
范斌對經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，短時(shí)間內(nèi)沒有看到鈣鈦礦會(huì)像TOPCon一樣進(jìn)入“內(nèi)卷”的趨勢，因?yàn)椤扳}鈦礦比晶硅復(fù)雜很多”。
范斌說，晶硅在生產(chǎn)過程中不涉及大幅度的材料改進(jìn)，始終是硅料、硅片，而鈣鈦礦的原料則由不同分子結(jié)合而成，每一個(gè)新的配方都是一款新產(chǎn)品。
因此，一旦鈣鈦礦出現(xiàn)原料上的變化，生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝都需要進(jìn)行適配，這就要求設(shè)備具備很強(qiáng)的柔性化生產(chǎn)能力。
“晶硅從PERC（鈍化發(fā)射極和背面接觸電池）到TOPCon，僅加了一層薄膜，原料上沒有大的變化，只是加了一層工藝，這種層面上的技改，在鈣鈦礦行業(yè)每個(gè)月都在發(fā)生。”范斌表示。
鈣鈦礦制備完成后，疊層又是一道難關(guān)。理論上鈣鈦礦單結(jié)電池的光電轉(zhuǎn)換效率僅為33%，遠(yuǎn)低于疊層的45%，幾乎沒有企業(yè)會(huì)選擇單結(jié)技術(shù)路線。
疊層意味著把兩個(gè)電池疊在一起，成為一個(gè)系統(tǒng)。由于電池兩端均發(fā)電，必須對兩端進(jìn)行精準(zhǔn)地控制才能實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)換效率。
范斌告訴記者，2018年以前，他們團(tuán)隊(duì)也做過不少把鈣鈦礦涂在晶硅上的兩端疊層技術(shù)路線的試驗(yàn)，但后來徹底放棄，轉(zhuǎn)向先把鈣鈦礦和晶硅電池分別涂在玻璃上，再進(jìn)行疊層的四端技術(shù)路線。
“我們認(rèn)為四端技術(shù)路線效率高、穩(wěn)定性好，此外還可以兼容TOPCon、BC、異質(zhì)結(jié)等技術(shù)?！狈侗蟊硎?。
因此，范斌認(rèn)為，無論是TOPCon、BC還是異質(zhì)結(jié)，都不是對光伏電池本質(zhì)上的創(chuàng)新，而鈣鈦礦是一個(gè)從無到有的產(chǎn)品，且上升空間非常大，“當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品沒有上升空間時(shí)，就會(huì)‘內(nèi)卷’，鈣鈦礦也許十多年后會(huì)到這個(gè)階段”。
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