29.0%,刷新世界纪录!

2022-12-31 17:47:59 来源:上海证券报·中国证券网 作者:王玉晴 记者 林淙

  上证报中国证券网讯(王玉晴 记者 林淙)近日,上海证券报记者从仁烁光能获悉,经日本JET第三方认证,仁烁光能团队研发的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率达到29.0%,再次打破了团队在今年6月创造的28.0%的世界纪录。

  图:日本JET认定结果

  “半年时间,钙钛矿叠层电池效率提升了1%,这种成长性是其它技术无可比拟的。晶硅电池效率在过去5年仅提升了0.1%。”仁烁光能联合创始人兼CEO沈承勇对上证报记者表示,明年仁烁光能的叠层电池实验室效率有望超过30%。

  仁烁光能董事长、南京大学教授谭海仁告诉上证报记者,这次转换效率的突破表明,钙钛矿叠钙钛矿(即全钙钛矿叠层电池)这一技术路径可实现的效率远超单结钙钛矿电池。“原来我们一直预测是这样,现在从实验结果中证明了这一点。”他介绍,单结钙钛矿电池的实验室效率在过去一两年基本没有提升,保持在25.7%左右。相比之下,全钙钛矿叠层电池的效率突破更快,而且还远远没有达到上限。

  科研与工程化同步发力

  谈及本次技术突破,谭海仁表示,这是所在的高校科研团队和仁烁光能研究团队努力合作的结果。团队在钙钛矿材料制备、表界面控制、填充因子等方面都进行了改进。

  扎根钙钛矿电池研究多年,谭海仁观察到,目前学术界的研究方向在向产业需求靠拢,比如在大面积制备方面做了许多探索。

  2022年,国内钙钛矿领域的产学联动更加紧密,有多家公司选择联合高校科研团队共同开发钙钛矿电池,亦有学者创立了新的钙钛矿电池公司并对外融资。

  作为较早在钙钛矿行业创业的学者,谭海仁分享了一些产研结合的心得。他表示,最重要的一点是尊重市场规律,从学术思想转变到市场化思想。比如,在做学术研究时要考虑如何工程化;搭建公司架构时,不能只用学校内的人,而是面向市场招募各个领域的专业人才——仁烁光能的创始团队就汇集了科研、资本、制造等多种背景的人才。他还表示,创业过程中需要学习与资本、与政府合作。

  在科研与工程化同步推进下,截至目前,谭海仁带领的仁烁光能团队共有七项叠层电池的世界纪录被收录。

  中试线预计2023年三季度投产 2024年量产

  沈承勇介绍,仁烁光能150MW中试线预计在2023年三季度投产,在2024年实现量产。再之后的GW线建设,会在2023年底开始规划,具体会根据150MW线的调试结果而定。

  他介绍,目前150MW产线的设计工作已全部完成,核心设备已下单完毕,土建已开工。此前,公司已建成投产10MW产线,并以该产线为平台进行产品开发。

  谭海仁告诉记者,仁烁光能产业化的第一步将是单结电池,在单结电池技术成熟后,第二步再升级到叠层电池。时间线上,他对于两年内单层钙钛矿电池组件达到18%的出货效率比较有信心。叠层电池的推出可能比单结电池晚半年到一年,预期出货效率为22%。

  对于这样两步走的产品规划,谭海仁介绍,在技术上叠层电池的技术覆盖单结所需的技术,仁烁光能也一直在开发单结电池。仁烁光能常熟工厂在规划时,已将后期叠层电池生产考虑在内。

  沈承勇认为,之所以最终的生产目标是叠层电池,是因为只有叠层才能对晶硅形成竞争力。钙钛矿单结电池做到18%的效率时,可以与碲化镉太阳能电池竞争,但无法替代晶硅。

  对于产品应用方向,谭海仁表示,钙钛矿电池产品早期可以用在BIPV(光伏建筑一体化)、消费电子、新能源汽车等与晶硅形成差异化竞争的领域中,之后再过渡到光伏电站。他认为,当钙钛矿产能为几十GW时,BIPV与新能源车市场有能力消纳产能;而当产能扩展到几百GW时,需要光伏电站作为出口。

  2022年是钙钛矿电池产业化元年

  “2022年可以称为钙钛矿电池产业化元年。这一年,有几家企业的钙钛矿电池中试线投产或取得了重要的建设进展。这对行业来说是个从无到有的变化,今年是让人真的看见了产业化前景的一年。”站在岁末年终,沈承勇这样向记者总结他对这一年的观察。

  他同样认为2022年是仁烁光能的元年。2022年,仁烁光能实现了10MW线投产,并完成了150MW线的设计工作;完成了天使轮和pre-A轮两轮融资,募集数亿元;同时研发人员从个位数扩展到超过40人。

  展望2023年,沈承勇表示,最重要的还是踏踏实实地做好自己的事情。在科学研究上,不停刷新自己的纪录;在工程化问题上,继续努力解决大尺寸制备、稳定性等最关键的痛点。

  谭海仁则期望看到钙钛矿电池在科研、产业化方面继续取得更大的突破。在其看来,科研方面,钙钛矿材料的潜力还有待充分挖掘,需要更多科研人员一起努力进一步提升转换效率。产业化上,明年可以尝试进行大面积组件认证,因为目前主要是电池的效率认证,组件认证还很少见。

  采访结尾,谭海仁向记者表示,钙钛矿这种材料很“难得”,因为在人类探索新材料的历史上,很少能遇到这种兼具价格便宜、效率高、制备简单等多种优势于一身的材料。但能不能把这个材料利用好,还需要人类开动智慧。

  沈承勇则一如既往表达了对钙钛矿电池的长期信心:“它现在处于产业化的前期,但不管中间过程怎么曲折,未来前景是非常光明的。”