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              單晶敲響了多晶的喪鐘,單晶的喪鐘又會被誰敲響?

              關鍵詞 多晶 , 單晶|2021-12-03 10:52:20
              摘要 一些職業消失了,一些職業正在消失;一些公司消失了,一些公司正在消失,在這么一個跨界打劫的時代,在這么一個不創新就會被淘汰的時代,光伏即將敲響石油煤炭傳統能源的喪鐘,單晶已經敲響了多...

              一些職業消失了,一些職業正在消失;一些公司消失了,一些公司正在消失,在這么一個跨界打劫的時代,在這么一個不創新就會被淘汰的時代,光伏即將敲響石油煤炭傳統能源的喪鐘,單晶已經敲響了多晶的喪鐘,那么未來誰又將敲響單晶的喪鐘呢?
                     一、單晶敲響了多晶的喪鐘
                     圖1展示的是2015年全球光伏市場分布情況:2015年全球多晶、單晶、薄膜的市場份額分別為76%、18%、6%,多晶一支獨大;6年時間不到,多晶現在淪落到靠廉價硅料茍延殘喘。據光伏見聞不完全統計2021年單晶硅片產能高達372GW,2022年單晶硅片產能更是達到了驚人的508GW,單晶產能劇增再加上未來硅料降價,這都將進一步壓縮多晶硅片的生存空間。

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              二、鈣鈦礦或將敲響單晶的喪鐘
              鈣鈦礦電池或將在5年之后,成為真正具有市場競爭力的一股光伏新勢力,如果各項技術參數能獲得進一步突破,鈣鈦礦取代晶硅也不是不可能。鈣鈦礦電池目前取得的進展如下所示:
                     1、鈣鈦礦電池效率獲得突破
                     如上圖所示,鈣鈦礦用了大概10年左右的時間,將轉換效率從最初的3.8%提升至目前超過25%的實驗室效率記錄,趕上了過去晶硅四五十年的發展。

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                     2、鈣鈦礦產業鏈短,投資成本低

              對于晶硅來說,硅料、拉晶、切片、電池、組件需要四個以上不同工廠生產加工,倘若所有環節無縫對接,一片組件完工最快也需要一個多月的時間;而100兆瓦的鈣鈦礦組件,從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進入,到組件成型,總共只需45分鐘。

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                     以1GW產能投資來對比,晶硅的硅料、硅片、電池、組件全部加起來,需要大約9億、接近10億元的投資規模,而鈣鈦礦1GW的產能投資,在達到一定成熟度后,約為5億元左右,是晶硅的1/2。

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                     3、鈣鈦礦用量少

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              晶硅組件中的硅片,厚度通常為180微米,而鈣鈦礦組件中,鈣鈦礦層厚度大概是0.3微米,這里有三個數量級的差異。
              目前全球晶硅電池每年大概需要60萬噸太陽能級硅料,倘若把這60萬噸硅料完全替換成鈣鈦礦,大概1000噸就可以滿足需求,所以,鈣鈦礦原料沒有任何瓶頸,一是用量少,二是不存在稀缺性。
                     4、鈣鈦礦電池生產成本低

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                    ①、每1瓦單晶組件制造的能耗,大約是1.52KWh,而鈣鈦礦組件能耗為0.12KWh,單瓦能耗只有晶硅的1/10;
                    ②、單片組件成本結構中,鈣鈦礦占比約為5%,玻璃、靶材等占到另外的2/3,總成本約為5毛到6毛錢左右,是晶硅組件極限成本的50%。
                     5、鈣鈦礦穩定性獲得突破

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              單質硅為原子晶體,要想獲得單晶硅片,需要將多晶硅料加熱到1410度,才能將硅料熔接,再通過CZ直拉單晶的方法獲得單晶硅棒,因此晶硅電池非常穩定。

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                     鈣鈦礦是一種六方晶的離子晶體結構,它的分解溫度大概是攝氏200度-300度。由于生成溫度相對較低,之前鈣鈦礦電池不穩定,衰減大,但時至今日,鈣鈦礦穩定性一點都不比晶硅差。因為太陽能電池在地球表面使用,溫度很難超過75度-85度這個區間,所以,兩三百度足夠用,而1400度則成為一個巨大冗余。
                     2016年,有高校針對一塊巴掌大小的鈣鈦礦組件做了一個實驗——在標準光源下,讓該組件連續工作12000個小時,結果沒有任何衰減。

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                      因為不同的封裝,會帶來不同的衰減效果,2020年,協鑫納米圍繞封裝又進行了一系列工作和實驗,發現對于封裝不好的組件,很快就會衰減,但良好封裝的組件,在雙85(85℃、85%RH)條件下,2000個小時之內沒有任何衰減。
                     這一年年底,一個更有力量的實驗數據也表明鈣鈦礦的競爭力。在晶硅IEC61215標準下,鈣鈦礦組件連續工作9000個小時沒有任何衰減,可以明確說,這個結果,同樣沒有任何一種晶硅能夠達到。

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