去年12月11日,为期三天的彭博绿金节在沪举行,众多嘉宾围绕能源、新材料、环保与垃圾处理、农业与生物多样性及消费五大领域畅所欲言,打通了产学研用协同创新通道,汇聚了“创新磁场”。
“能源消耗和环境并不矛盾,我相信钙钛矿带来的能源回报率将会优于现在世界上任何一种火电、任何一种化石能源开采的能源回报率。”在交流环节,昆山协鑫光电材料有限公司首席执行官范斌的分享让在场嘉宾眼前一亮,“光伏新势力与钙钛矿崛起”的主题也引起众人对绿色能源未来发展的思考。
布局钙钛矿电池开发全新赛道
“80后”范斌是清华大学化学系硕士及瑞士洛桑联邦理工学院的博士,拥有丰富的科研经历。2010年学成回国后,便与几名志同道合的好友创办了厦门惟华光能有限公司,专注于钙钛矿太阳能电池产品开发。
在当时,钙钛矿太阳能电池产品开发还属于一个全新的领域,国内鲜有科研人员涉及。与传统的晶体硅太阳能电池相比,钙钛矿太阳能电池具有可迭代性,纯度要求低,以及制造成本低、产业链显著缩短等优势。
2011年12月,成立不足一年半的企业已向中国专利局提交了9项专利申请,涉及太阳能电池的封装结构、太阳能电池、氧化铟锡透明电极、有机太阳能电池结构、有机太阳能电池保护结构、有机太阳能电池结构等。至2013年3月,公司已建设国内第一条钙钛矿太阳能电池卷对卷印刷生产线,生产了国内第一片钙钛矿太阳能电池组件,初步建立起了整个工艺流程的专利保护体系。
对范斌来说,布局钙钛矿太阳能电池开发全新赛道并非偶然,而是出于对行业发展的清晰认知。在他看来,传统的晶硅技术由于化学结构的制约,发展已几近瓶颈,不同的晶硅企业之间没有真实的技术门槛,只要有足够的资本就可以新建产能,行业便会陷入内卷。内卷的结果,就是造成各个环节利润压缩,这是他瞄准布局全新赛道的主要原因。
2016年底,已成长为国内第一家专门从事有机光伏技术开发的惟华光能被国内行业巨头协鑫集团并购,同时在苏州成立惟华光能的全资子公司——苏州协鑫纳米科技有限公司,范斌与团队也把创业重心从厦门完全转移至更利于企业发展的苏州。
从“至暗时刻”到“柳暗花明”
2019年,企业发布了其在钙钛矿光伏组件技术方面的突破性进展:率先建成10MW级别大面积钙钛矿组件中试生产线,完成了相关材料合成及制造工艺的开发。就在企业信心满满,打算朝着建设100MW量产生产线奋进之时,行业却迎来“至暗时刻”。
2019年、2020年被誉为光伏产业的寒冬期。由于相关补贴政策的变更,让正处于上升期的企业发展受阻,缺少研发资金成为急需解决的一大难题。就在这危急时刻,昆山高新创业投资有限公司抛来橄榄枝,为企业注入6000万元资金,让企业摆“危”脱“机”。
2019年12月24日,昆山协鑫光电材料有限公司正式成立,获发昆山市第50万张营业执照。2020年,昆山创新推出“昆如意”营商服务品牌,实施优化营商环境28条新政,全力营造贸易投资最便利、行政审批最高效、服务管理最规范、法治体系最完善的一流环境。2021年,昆山又发布16条优化营商环境举措,创新推行重点项目全链代办服务模式,把“四证”审批时限压缩至7天,还创建完善分级挂钩服务等机制,做到企业诉求第一时间响应、问题困难第一时间解决,这些为协鑫扎根昆山发展创造了良好环境。
“‘昆山服务’是昆山招商引资的一块‘金字招牌’。”范斌回忆,2021年春节前,企业正处于用电的关键时期,急需申请一条电力供应专线。在别的城市,申请电力供应专线需要大半年时间,而昆山相关部门工作人员仅用不到2个月时间就帮助企业解决难题。此外,在去年“限电令”期间,政府考虑到协鑫的生产实际,将企业列入“白名单”,为企业项目建设开辟了绿色通道。
100MW钙钛矿组件量产线落地昆山
你投之以木桃,我报之以琼瑶。2020年底,昆山协鑫光电材料有限公司正式筹建全球首条100MW 钙钛矿组件量产线。2021年中旬,企业完成100MW量产生产线并进行试生产,将钙钛矿光伏组件面积扩大至1m×2m,组件光电转化效率将提高至18%以上,使光伏发电的成本低于火电。
“这是全球范围内第一条100MW钙钛矿量产线,随着后续产能、效率爬坡等不断地优化和调试,计划明年下半年会推出成熟产品,从而加速规模化应用。”范斌介绍,钙钛矿实现大规模量产之后,制造成本也将只有晶硅的50%左右。
据了解,以中国东部地区的发电的光照水平来算的话,晶硅度电成本大概能够比火电略低一些,但钙钛矿能够在东部地区把度电成本降到水电以下,也就是说能够跟火电拉开一毛到一毛五的度电成本的差异,那么这一毛到一毛五就可以留给储能。将来很有希望能够做到钙钛矿的发电,结合储能形成一个稳定的输出,钙钛矿就能够实现对火电大规模的替代。
除了还处于调试阶段的100MW钙钛矿量产线,昆山协鑫光电制备的45cm×65cm的钙钛矿组件,经全球最权威的光伏组件商业认证机构TUVRheinland认证,效率已达15.31%,这是目前为止世界上面积最大、组件效率认证最高的钙钛矿组件。同时,公司也是全球唯一一家取得钙钛矿组件实用化产品商业认证的企业。
对于企业未来的发展,范斌信心满满:短期,希望100KW钙钛矿组件量产线达成技术指标,推出成熟稳定的良品;长期,希望能够扩张产能,随后发展到1GW、10GW的钙钛矿组件量产线,赋能更多的应用场景,与更多知名机构达成合作,完成上市目标。“我认为钙钛矿技术这条新的路线,正在为我们开拓新的边疆。”范斌说。
原标题:争做钙钛矿太阳能电池引领者