单晶敲响了多晶的丧钟,单晶的丧钟又会被谁敲响?_SOLARZOOM光储亿家
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单晶敲响了多晶的丧钟,单晶的丧钟又会被谁敲响?
  • 2021-11-29 20:28:56
  • 浏览:1475
  • 来自:光伏新闻

  一些职业消失了,一些职业正在消失;一些公司消失了,一些公司正在消失,在这么一个跨界打劫的时代,在这么一个不创新就会被淘汰的时代,光伏即将敲响石油煤炭传统能源的丧钟,单晶已经敲响了多晶的丧钟,那么未来谁又将敲响单晶的丧钟呢?

  一、单晶敲响了多晶的丧钟

  图1展示的是2015年全球光伏市场分布情况:2015年全球多晶、单晶、薄膜的市场份额分别为76%、18%、6%,多晶一支独大;6年时间不到,多晶现在沦落到靠廉价硅料苟延残喘。据光伏见闻不完全统计2021年单晶硅片产能高达372GW,2022年单晶硅片产能更是达到了惊人的508GW,单晶产能剧增再加上未来硅料降价,这都将进一步压缩多晶硅片的生存空间。

  

  图1、2015年多晶、单晶、薄膜市场份额占比

  图2、2021年底单晶硅片产能

  二、钙钛矿或将敲响单晶的丧钟

  钙钛矿电池或将在5年之后,成为真正具有市场竞争力的一股光伏新势力,如果各项技术参数能获得进一步突破,钙钛矿取代晶硅也不是不可能。钙钛矿电池目前取得的进展如下所示:

  1、钙钛矿电池效率获得突破

  

  如上图所示,钙钛矿用了大概10年左右的时间,将转换效率从最初的3.8%提升至目前超过25%的实验室效率记录,赶上了过去晶硅四五十年的发展。

  2、钙钛矿产业链短,投资成本低

  

  对于晶硅来说,硅料、拉晶、切片、电池、组件需要四个以上不同工厂生产加工,倘若所有环节无缝对接,一片组件完工最快也需要一个多月的时间;而100兆瓦的钙钛矿组件,从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入,到组件成型,总共只需45分钟。

  以1GW产能投资来对比,晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来,需要大约9亿、接近10亿元的投资规模,而钙钛矿1GW的产能投资,在达到一定成熟度后,约为5亿元左右,是晶硅的1/2。

  

  3、钙钛矿用量少

  

  晶硅组件中的硅片,厚度通常为180微米,而钙钛矿组件中,钙钛矿层厚度大概是0.3微米,这里有三个数量级的差异。

  目前全球晶硅电池每年大概需要60万吨太阳能级硅料,倘若把这60万吨硅料完全替换成钙钛矿,大概1000吨就可以满足需求,所以,钙钛矿原料没有任何瓶颈,一是用量少,二是不存在稀缺性。

  4、钙钛矿电池生产成本低

  

  1、每1瓦单晶组件制造的能耗,大约是1.52KWh,而钙钛矿组件能耗为0.12KWh,单瓦能耗只有晶硅的1/10;

  2、单片组件成本结构中,钙钛矿占比约为5%,玻璃、靶材等占到另外的2/3,总成本约为5毛到6毛钱左右,是晶硅组件极限成本的50%。

  5、钙钛矿稳定性获得突破

  

  单质硅为原子晶体,要想获得单晶硅片,需要将多晶硅料加热到1410度,才能将硅料熔接,再通过CZ直拉单晶的方法获得单晶硅棒,因此晶硅电池非常稳定。

  钙钛矿是一种六方晶的离子晶体结构,它的分解温度大概是摄氏200度-300度。由于生成温度相对较低,之前钙钛矿电池不稳定,衰减大,但时至今日,钙钛矿稳定性一点都不比晶硅差。因为太阳能电池在地球表面使用,温度很难超过75度-85度这个区间,所以,两三百度足够用,而1400度则成为一个巨大冗余。

  

  2016年,有高校针对一块巴掌大小的钙钛矿组件做了一个实验——在标准光源下,让该组件连续工作12000个小时,结果没有任何衰减。

  

  因为不同的封装,会带来不同的衰减效果,2020年,协鑫纳米围绕封装又进行了一系列工作和实验,发现对于封装不好的组件,很快就会衰减,但良好封装的组件,在双85(85℃、85%RH)条件下,2000个小时之内没有任何衰减。

  这一年年底,一个更有力量的实验数据也表明钙钛矿的竞争力。在晶硅IEC61215标准下,钙钛矿组件连续工作9000个小时没有任何衰减,可以明确说,这个结果,同样没有任何一种晶硅能够达到。

  参考文献:协鑫纳米范斌:5年后,钙钛矿崛起

【责任编辑:sunnyz】
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关键字阅读: 单晶硅
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