中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在蘇州2.5產(chǎn)業(yè)園區(qū)一棟歐式古典風(fēng)格辦公樓的三層，樓道里隱約可聞到一種化學(xué)試劑的味道。9月27日，一名工作人員戴上白手套，走入滿是化學(xué)容器的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，細(xì)細(xì)觀察窗邊灑滿陽光的兩個(gè)藍(lán)色大置物箱。
箱內(nèi)分別浸泡著正面和反面故意劈裂的鈣鈦礦太陽能電池組件。如果檢測(cè)結(jié)果顯示無鉛，困擾鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化已久的“毒性”問題將得到解決。
協(xié)鑫集團(tuán)對(duì)這項(xiàng)光伏新技術(shù)寄予厚望。該公司旗下蘇州協(xié)鑫納米科技有限公司（下稱“協(xié)鑫納米”）專注于鈣鈦礦領(lǐng)域研發(fā)，并已率先完成10MW大面積鈣鈦礦組件中試產(chǎn)線，經(jīng)萊茵TUV認(rèn)證，在1300平方厘米上效率已經(jīng)達(dá)到13.48%，創(chuàng)下目前世界最大面積鈣鈦礦光伏組件和大面積鈣鈦礦組件效率最高數(shù)值等兩項(xiàng)紀(jì)錄。
“目前我們的最高效率已經(jīng)達(dá)到16.5%，這個(gè)結(jié)果正在進(jìn)行認(rèn)證,預(yù)計(jì)明年可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化?！眳f(xié)鑫納米技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人范斌對(duì)「角馬能源」說。
作為電池產(chǎn)業(yè)的后起之秀，早在6年前，鈣鈦礦就被美國《科學(xué)》雜志評(píng)為“2013年度國際十大科技進(jìn)展”之一。此后短短幾年間，其實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換率迅速由3%提升至25%以上。
潛在的商業(yè)前景讓越來越多的實(shí)力玩家涌入鈣鈦礦這條新賽道。除了協(xié)鑫集團(tuán)，入局者名單中還有央企三峽集團(tuán)、中國第一大風(fēng)機(jī)制造商金風(fēng)科技，以及另一家民營光伏巨頭通威。
資本的追捧攪熱了一片藍(lán)海。但這項(xiàng)尚在萌芽期的新技術(shù)能否顛覆晶硅獨(dú)霸天下的行業(yè)格局，還有待技術(shù)和市場(chǎng)的考驗(yàn)。
風(fēng)口初現(xiàn)
幾天前，2019全球鈣鈦礦光伏技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化論壇在蘇州舉行，協(xié)鑫集團(tuán)董事長(zhǎng)朱共山等業(yè)界大咖專門發(fā)來賀信。
“新一輪光伏技術(shù)與應(yīng)用革命正在到來，鈣鈦礦光伏技術(shù)以諸多優(yōu)勢(shì)代言了光伏技術(shù)的未來?！敝旃采秸f。
鈣鈦礦太陽能電池是一種半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)光電器件，它能通過鈣鈦礦光吸收層、電荷傳輸層等半導(dǎo)體材料組成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)來有效分離和提取光生電荷，從而實(shí)現(xiàn)由光能向電能的轉(zhuǎn)換。
在光伏領(lǐng)域，大多數(shù)技術(shù)都是由國外完成研發(fā)后再引入中國。但鈣鈦礦技術(shù)是中國企業(yè)第一次從材料、設(shè)備到工藝全面實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)的創(chuàng)舉。
這項(xiàng)自誕生之初就頂著自主創(chuàng)新光環(huán)的新型光伏技術(shù)，具有成本低、效率高等特點(diǎn)。目前，鈣鈦礦太陽能電池世界最高光電轉(zhuǎn)換效率記錄已達(dá)到25.2%，鈣鈦礦與晶硅疊層電池的效率已經(jīng)達(dá)到了28%。
一位業(yè)內(nèi)人士透露，其轉(zhuǎn)換率預(yù)計(jì)將于今年末趕超單晶硅電池。
平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代已拉開帷幕，降本增效成為整個(gè)光伏行業(yè)面臨的首要課題。但由于多晶硅成本下降的空間有限，盲目擴(kuò)張又可能導(dǎo)致財(cái)務(wù)危機(jī)，“5.31”光伏新政下的光伏企業(yè)不得不試圖從技術(shù)突破中另辟蹊徑。
率先打響的是硅片尺寸之爭(zhēng)。這場(chǎng)尺寸“大”躍進(jìn)在兩個(gè)月前迎來高潮，單晶巨頭中環(huán)股份發(fā)布一款尺寸達(dá)“210mm”的新產(chǎn)品“夸父”M12，一舉刷新光伏史上硅片尺寸記錄。
此前，隆基、阿特斯、天合、協(xié)鑫集成等公司也已相繼布局166mm大硅片。
但協(xié)鑫集團(tuán)并不滿足于此。經(jīng)過反復(fù)的市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)研判，該公司決定加注鈣鈦礦。協(xié)鑫納米由此成為這項(xiàng)任務(wù)的承擔(dān)者和新技術(shù)的領(lǐng)跑者。
過去數(shù)年間，范斌集結(jié)起一支32人的隊(duì)伍，其中研發(fā)人員28名，占公司總?cè)藬?shù)的87.5%。
“我們團(tuán)隊(duì)的戰(zhàn)斗力和核心競(jìng)爭(zhēng)力是無與倫比的。”范斌說。
這位充滿自信的技術(shù)領(lǐng)袖屢傳捷報(bào)。今年2月，協(xié)鑫納米率先在業(yè)界建成10MW鈣鈦礦組件中試產(chǎn)線，其組件面積為45cm×65cm，轉(zhuǎn)換率為15.3%。
不過，在最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之前，范斌還必須翻越“穩(wěn)定性”和“毒性”兩座大山。長(zhǎng)期以來，這兩大難題一直制約著鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展與運(yùn)用。
范斌緊盯著藍(lán)色大置物箱內(nèi)的鈣鈦礦太陽能電池組件。除去實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的光照驗(yàn)證，在協(xié)鑫集團(tuán)總部的水面上，也擺放著數(shù)塊同類組件。
“這些電池組件已經(jīng)置放7、8個(gè)月之久，沒有出現(xiàn)衰減和進(jìn)水現(xiàn)象?！彼f。
他進(jìn)一步解釋，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，在75攝氏度下連續(xù)光照1800小時(shí)下，鈣鈦礦太陽能電池的效率損失低于5%，使用壽命與穩(wěn)定性已超過晶硅。而在成本方面，其設(shè)備費(fèi)用僅為晶硅的三分之一?！?
“毒性”測(cè)試也取得進(jìn)展。“一塊鈣鈦礦電池組件僅含2g鉛，而平均一塊晶硅板含鉛量達(dá)16g。在環(huán)保問題上，我們絕不打折扣，更不存在任何問題?！狈侗蠓治龅?。
盡管鈣鈦礦的春天指日可待，但這位試圖顛覆光伏行業(yè)既有格局的領(lǐng)跑者仍需經(jīng)歷等待。
“孤獨(dú)”的領(lǐng)跑者
一項(xiàng)新技術(shù)走向成熟往往要經(jīng)歷持久陣痛。時(shí)至今日，范斌進(jìn)入鈣鈦礦的研發(fā)已歷時(shí)很久。
九年前，范斌與清華校友白華、田清勇一同創(chuàng)辦惟華光能。彼時(shí)，中國光伏行業(yè)駛?cè)氚l(fā)展快軌，但這三名化學(xué)系畢業(yè)生卻在擁硅為王的時(shí)代毅然選擇了冷門的有機(jī)路線。
不過，兩年后，鈣鈦礦在太陽能電池領(lǐng)域的成功應(yīng)用，使他們看到新的希望。當(dāng)時(shí)，鈣鈦礦太陽能電池效率普遍達(dá)到10%-11%。
但研發(fā)帶來的資金壓力很快讓他們舉步維艱。范斌曾一度被迫依靠民間借貸來為公司員工發(fā)工資。
為了早日擺脫困境，2016年，他帶著精心準(zhǔn)備的PPT四處游說，吸引投資。
“當(dāng)時(shí)，能夠賞識(shí)我們的只有協(xié)鑫。當(dāng)時(shí)，協(xié)鑫主動(dòng)找到我們，經(jīng)過談判，最終收購了惟華光能58.5%的股權(quán)?！狈侗蠡貞浾f。
如今回顧這場(chǎng)收購，協(xié)鑫在企業(yè)巔峰期進(jìn)行的一次頗具前瞻性的技術(shù)儲(chǔ)備，為其日后應(yīng)對(duì)行業(yè)大變局時(shí)多了一個(gè)選擇。
但這場(chǎng)收購卻并非一帆風(fēng)順。彼時(shí)，光伏行業(yè)仍是多晶硅的天下。作為多晶之王，保利協(xié)鑫當(dāng)年?duì)I收超過220億元。事實(shí)上，直至去年，該公司仍然是全球最大的硅片生產(chǎn)商。
但形勢(shì)早已生變。就在收購當(dāng)年的上海國際太陽能光伏展上，隆基綠能總裁李振國正式向多晶陣營發(fā)起正面攻勢(shì)。他承諾，隆基單晶硅片與多晶硅片的價(jià)差將縮小至0.6元/片之內(nèi)，以確保與后者具備相同性價(jià)比。
此后數(shù)年間，由于國家“領(lǐng)跑者”計(jì)劃的政策助力，以及金剛線切割技術(shù)、PERC技術(shù)等技術(shù)革命，單晶與多晶的市場(chǎng)份額呈此消彼長(zhǎng)之勢(shì)。
業(yè)界普遍認(rèn)為，今年將是單多晶市場(chǎng)份額逆轉(zhuǎn)的一年，在中國和全球市場(chǎng)，單晶的比例都將突破50%。
嗅到危機(jī)的協(xié)鑫人開始著手多元化的技術(shù)積累。除了布局單晶，他還把觸角伸向晶硅之外的新領(lǐng)域。
順利渡過生死難關(guān)后，范斌終于可以重新專注于技術(shù)研發(fā)。經(jīng)過三年攻堅(jiān)，今年2月，協(xié)鑫納米率先在業(yè)界建成10MW鈣鈦礦組件中試產(chǎn)線。
就在協(xié)鑫納米取得突破之時(shí)，光伏行業(yè)卻因補(bǔ)貼拖欠而深陷困境。在此背景下，協(xié)鑫新能源選擇與央企共舞的消息曾一度引起業(yè)界震動(dòng)。
但即便如此，協(xié)鑫集團(tuán)也從未放棄對(duì)協(xié)鑫納米的支持。協(xié)鑫納米的鈣鈦礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化目前在全球范圍內(nèi)遙遙領(lǐng)先，也充分體現(xiàn)了一直保持技術(shù)領(lǐng)先的協(xié)鑫集團(tuán)的獨(dú)到眼光。
“我們這兩年最重要的事情就是將接下來的100MW鈣鈦礦產(chǎn)線做好。屆時(shí)，光伏組件面積將擴(kuò)大至1m ×2m，效率將提高至18%以上。”范斌透露。
他繼續(xù)稱：“由于鈣鈦礦組件的溫度系數(shù)僅為-0.001%，而晶硅是-0.37%至-0.41%，在50度左右的工作溫度下，標(biāo)稱效率為18%的鈣鈦礦組件實(shí)際功率會(huì)高于標(biāo)稱效率為20%的PERC單晶組件?！?
這一連串專業(yè)的數(shù)字折射出范斌對(duì)鈣鈦礦技術(shù)的信心，但業(yè)界對(duì)鈣鈦礦的發(fā)展前景卻保持謹(jǐn)慎樂觀。
一位從事鈣鈦礦行業(yè)的人士分析：“想要實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化，需要全行業(yè)對(duì)鈣鈦礦的共同努力。一條產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)容易，但想要替代晶硅，還任重而道遠(yuǎn)?！?
不過，如果能盡快完成這條產(chǎn)線，未來，協(xié)鑫納米將成為世界首個(gè)完成鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)。
數(shù)年前布下的這個(gè)新棋局，能否讓協(xié)鑫再次嶄露頭角仍有待技術(shù)、市場(chǎng)及時(shí)間的考驗(yàn)，但可以肯定的是，誰也無法忽視并阻擋新技術(shù)所蘊(yùn)藏的巨大迸發(fā)力。
