要說這一兩年里，順利地從頂刊?？妥兂少Y本寵兒的賽道，那就不得不提“鈣鈦礦”了。

為什么這么說？我們來看一組對照數(shù)據(jù)：Web of Science的數(shù)據(jù)顯示，2021年SCI共收錄鈣鈦礦文章10335篇，而據(jù)不完全統(tǒng)計，同一時間段的鈣鈦礦投資額也接近百億。

臨近2022年年底，再去回看這一年的市場，熱鬧仍在繼續(xù)：光伏企業(yè)們忙著劃基地、建產(chǎn)線；電池企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛跨界入局；眾多專業(yè)投資機構(gòu)也毫不示弱，爭相出手，像三峽資本領(lǐng)投纖納光電C輪融資、凱輝能源基金領(lǐng)投協(xié)鑫光電過億融資、高瓴資本領(lǐng)投曜能科技數(shù)千萬A輪融資。

(資料圖片僅供參考)

顯然，作為最前沿的太陽能電池技術(shù)之一，鈣鈦礦正在吸引大批熱錢涌入。

不過，資本爭相競逐攪動的同時，我們也心生疑問：鈣鈦礦電池的“橫空出世”究竟是噱頭的成分居多，還是光伏行業(yè)內(nèi)巨大變革的前兆？

對此，我們梳理了鈣鈦礦的緣起、賽道火熱的原因以及面臨著愈發(fā)急迫的商業(yè)化難題，產(chǎn)業(yè)里有哪些解題方法，希望能夠離答案更近一步。

寧德時代等上市企業(yè)爭相入局

判斷一條賽道熱不熱，最直觀的角度就是：錢。

資本的嗅覺向來靈敏，根據(jù)鈦媒體App不完全整理，截止到2022年12月18日，國內(nèi)至少有8起鈣鈦礦相關(guān)的投融資事件。

2022年部分鈣鈦礦相關(guān)融資事件

其中，協(xié)鑫科技旗下昆山協(xié)鑫光電材料有限公司更是在一年內(nèi)完成兩輪融資，12月中旬的B+輪融資額度為5億元人民幣，創(chuàng)下了整個鈣鈦礦領(lǐng)域迄今為止最大的融資金額。

從幾起投資事件背后的機構(gòu)陣容來看，像淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本、高瓴資本、源碼資本等頭部機構(gòu)都在爭相出手。對于機構(gòu)們來說，2022年似乎已經(jīng)成為布局鈣鈦礦的一個關(guān)鍵時間點。

當然，看到這一趨勢的并不只是創(chuàng)業(yè)公司和風險投資機構(gòu)，不少上市公司也對該賽道展現(xiàn)出了濃厚的興趣。

據(jù)鈦媒體App不完全統(tǒng)計，目前已有近二十家上市公司表現(xiàn)出了對鈣鈦礦電池的興趣。

比如晶科能源、東方日升等光伏行業(yè)的龍頭企業(yè)均表示對鈣鈦礦技術(shù)的關(guān)注和研發(fā)儲備，聆達股份、拓日新能、京山輕機、捷佳偉創(chuàng)、杰普特、帝爾激光、邁為股份等也在研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。

此外，跨界的上市公司也不在少數(shù)。像鋰電池龍頭寧德時代就在今年業(yè)績說明會上表示，目前鈣鈦礦的研究進展順利，且已經(jīng)在搭建中試線。早在2020年，董事長曾毓群通過控股子公司瑞庭投資參投協(xié)鑫光電pre-A輪融資，就已經(jīng)正式入局鈣鈦礦領(lǐng)域。

12月9日，奧聯(lián)電子也發(fā)布公告加入戰(zhàn)場。公告稱，公司全資子公司海南奧聯(lián)投資有限公司近期與自然人胥明軍共同出資設(shè)立“南京奧聯(lián)光能科技有限公司”并簽署《投資合作協(xié)議》，協(xié)議約定奧聯(lián)光能主要從事鈣鈦礦太陽能電池及其制備裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、制備、銷售等。 

鈣鈦礦，為何受追捧？

1928年，當時的德國礦物學家古斯塔夫·羅斯（Gustav Rose）探險俄羅斯烏拉爾山，在那里，他發(fā)現(xiàn)了天然礦物鈦酸鈣（CaTiO3）晶體。為紀念地質(zhì)學家Lev Perovski，古斯塔夫·羅斯將其命名為Perovskite（鈣鈦礦）。

鈦酸鈣有一個獨特的晶體構(gòu)造，其組成部分被標記為A、B和X，其中不同成分的晶格是交錯的。后來人們就用鈣鈦礦指代與鈦酸鈣（CaTiO3）晶體結(jié)構(gòu)類似的“ABX3”化合物。

從發(fā)現(xiàn)時間來看，鈣鈦礦并非剛剛出現(xiàn)的新技術(shù)，那么，為何會在當下這個時間點引來資本、產(chǎn)業(yè)的追捧？

這個首先要從鈣鈦礦本身的特性說起?！癆BX3”化合物中的A代表“大半徑陽離子”，B代表“金屬陽離子”，X則代表“鹵族陰離子”。據(jù)鈦媒體App了解，元素周期表中90%的金屬元素都可以成為鈣鈦礦的A或B離子。

這三種離子通過不同的排列組合可以呈現(xiàn)出許多物理特性，其中最值得關(guān)注的就是“超導電性”。

劍橋大學物理學家山姆·斯特蘭克斯曾說過，“這些鈣鈦礦比硅更能吸收陽光，我們可以用至少比硅薄一百倍的鈣鈦礦薄膜吸收幾乎所有的陽光?！?/p>

這也決定了鈣鈦礦在發(fā)光、光伏和光探等各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。2009年，日本科學家宮坂力試著將金屬鹵化物鈣鈦礦材料用于太陽能電池的開發(fā)。

不過，由于當時的光電轉(zhuǎn)化率只有3.8%，而根據(jù)2009年的媒體報道了解到，當時世界上最先進的晶硅電池對太陽能的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)到了22%，國內(nèi)晶硅電池轉(zhuǎn)化率也已達到了17%到19%。

光電轉(zhuǎn)化率作為光伏領(lǐng)域的一個核心指標，指的是在太陽能光伏系統(tǒng)中太陽能電池板把太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的效率。

這一指標對光伏系統(tǒng)的成本具有全局性影響，對下游組件企業(yè)的盈利能力和產(chǎn)品競爭力起著決定性作用。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，光電轉(zhuǎn)化效率每提升1%，對應(yīng)度電成本下降5%-7%。

對比之下，早期鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)化率與當時的晶硅電池差距較大，因此它在最初的一段時間里并未得到較大的關(guān)注。但十三年過去，鈣鈦礦的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)提高了十多倍，完成了對晶硅電池的“逆襲”。

根據(jù)2022年7月7日洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）和瑞士電子與微技術(shù)中心（CSEM）共同創(chuàng)造的鈣鈦礦-硅疊層光伏電池新的世界紀錄，直接將轉(zhuǎn)化效率推到了31.3%。

反觀晶硅電池，其極限效率為29.43%，普通單晶硅電池理想條件下最高效率為24.5%；TOPCon電池理想條件下最高效率為27.5%；HJT電池效率上限為28.2%-28.7%。換句話說，晶硅電池即將面臨轉(zhuǎn)化率的天花板。

“效率”之外，讓鈣鈦礦脫穎而出的還有“成本”。

鈣鈦礦易于實驗室合成，使用的主要是碳、氫、氮、鉛和碘等幾種主流元素，原材料儲量豐富，價格也很便宜，規(guī)?；圃觳皇茉牧舷拗?。

對比之下，晶硅電池上游原材料使用多晶硅，近兩年，隨著硅料價格大幅飆升，直接拉高了光伏企業(yè)的成本。

據(jù)東方財富證券分析稱，鈣鈦礦組件投資成本較晶硅低，100MW組件成本低于1元/W，未來擴大至GW級產(chǎn)線后，成本可降至0.1美元/W。

產(chǎn)業(yè)化在即，技術(shù)路線如何選？

在今年的第四屆異質(zhì)結(jié)、鈣鈦礦與疊層電池論壇上，極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人邵君曾分享過鈣鈦礦行業(yè)的一個變化，他說，“去年我們談的更多是鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，今年就轉(zhuǎn)向商業(yè)化解決方案了。今年大家能感受到，鈣鈦礦電池到了商業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點?！?/p>

這一轉(zhuǎn)變也確實能夠從多家鈣鈦礦企業(yè)對外公布的商業(yè)化消息窺知一二。比如協(xié)鑫光電、仁爍光能、極電光能、萬度光能、華能新能源等各家中試線計劃也都集中在今明兩年安裝完成，規(guī)模都在100MW—200MW之間。

7月28日，纖納光電在浙江衢州舉行了首批α組件的發(fā)貨儀式。此次發(fā)貨數(shù)量為5000片，用于浙江省內(nèi)工商業(yè)分布式鈣鈦礦電站。鈣鈦礦組件實現(xiàn)出貨，也再次印證了產(chǎn)業(yè)化進入落地階段。

不過，在向產(chǎn)業(yè)化奔跑的過程中，到底要選擇哪種技術(shù)路線呢？

據(jù)鈦媒體App了解，鈣鈦礦電池分為單層和疊層，疊層電池包括全鈣鈦礦礦疊層，或者鈣鈦礦與晶硅疊層。

單結(jié)鈣鈦礦技術(shù)與其他薄膜技術(shù)相似，但制造成本有望低于目前已產(chǎn)業(yè)化的薄膜技術(shù)，因此許多創(chuàng)業(yè)企業(yè)多選擇這種方式。比如，12月8日，無錫極電光能科技有限公司宣布，公司投資建設(shè)的150MW鈣鈦礦光伏生產(chǎn)線正式投產(chǎn)運行。

極電光能目主要進行單結(jié)鈣鈦礦技術(shù)研究。不過，極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁于振瑞也表示，單結(jié)鈣鈦礦光伏組件會在國內(nèi)率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但是與晶硅的疊層電池也是未來的主要產(chǎn)品形態(tài)之一。極電光能已計劃明年啟動與晶硅疊層的技術(shù)開發(fā)。

鈣鈦礦與晶硅相結(jié)合的疊層技術(shù)兼具高轉(zhuǎn)換效率和低制造成本的優(yōu)點，傳統(tǒng)做晶硅電池業(yè)務(wù)的公司往往從這個路徑切入，不過從發(fā)展進度來看，大部分項目仍處于研發(fā)階段。

杭蕭鋼構(gòu)（合特光電）此前曾計劃2022年底投產(chǎn)首條晶硅薄膜+鈣鈦礦疊層電池中試線,規(guī)劃產(chǎn)能為100MW，目標轉(zhuǎn)化效率為28%以上。只是臨近年底，12月14日杭蕭鋼構(gòu)在投資者互動平臺更新了產(chǎn)線進度，表示電池的中試線項目仍在緊張有序地推進。

另一家企業(yè)東方日升的5GW異質(zhì)結(jié)電池片與10GW高效組件項目定增申請也在3月28日獲受理。本次定增募投就是鈣鈦礦及疊層電池試驗線，2022年投建，建設(shè)周期2年。

此外，還有極少的企業(yè)比如仁爍光能選擇做鈣鈦礦疊鈣鈦礦。目前，仁爍光能的10MW鈣鈦礦疊層研發(fā)線已經(jīng)建設(shè)成功，正計劃建設(shè)150MW鈣鈦礦電池量產(chǎn)線。

小結(jié)

產(chǎn)業(yè)化進程加快也讓鈣鈦礦電池的市場空間日漸清晰。根據(jù)天風證券的測算，預(yù)計2022年鈣鈦礦組件產(chǎn)能為0.87GW，2023年有望形成超過1GW鈣鈦礦組件產(chǎn)能。到2026年，鈣鈦礦電池組件的產(chǎn)能或?qū)⑦_到24GW。

不過，以技術(shù)推動的產(chǎn)業(yè)變革，景氣度往往取決于技術(shù)發(fā)展。鈣鈦礦技術(shù)發(fā)展趨勢、制備工藝演進，乃至瓶頸問題是否得到解決，是關(guān)鍵問題。中國科學院院士白春禮就在不久前表示，鈣鈦礦電池是電化學儲能的新方向，具有吸光能力強、低成本和易制備、弱光效率高等優(yōu)勢和特點，但存在穩(wěn)定性較差和大面積應(yīng)用時的效率損失兩個短板。

對于鈣鈦礦企業(yè)們來說，由于技術(shù)發(fā)展時間短，工藝還不像晶硅那樣成熟，產(chǎn)線設(shè)計也沒有現(xiàn)成模板，都需要“從0到1”，摸著石頭過河。（本文首發(fā)鈦媒體App， 作者｜韓敬嫻，編輯｜張敏）

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