近日,韩华Q CELLS宣布最早将于今年10月完成其位于忠北市镇川的40MW钙钛矿叠层电池中试线的最终调试,并开始试运营。目标是到2026年开始商业生产,并表示在中国之前进入商业化生产对于在世界市场上占据上风至关重要。
目前韩华Q Cells主要产能在美国市场,在“老大哥”的庇护下,韩华Q Cells已经是当前美国市场最主要的光伏制造商之一。就在上周,韩华Q Cells还获得了美国能源部14.5亿美元贷款支持,来保障其美国的光伏一体化工厂顺利投产。
不仅有补贴,还有贷款支持,可以说,韩华Q Cells在美国老大哥的照料下可谓风生水起,在这种情况下为何突然宣布瞄准钙钛矿叠层方向?
其中,中企涌入美国光伏市场,或是主要的推动因素之一。
竞争压力下的新出路
据外媒统计,在拜登《通胀削减法》的激励下,近两年大量中企涌入美国市场,2025年中国企业将供应美国市场50%以上的组件。
从技术角度看,进入美国市场的中企都是晶硅光伏,不仅包括大量光伏组件产能,还在加快推进光伏电池厂建设。
在中企的实力和效率下,若没有政策因素,相信很快将统治美国光伏市场。
那么从美国本土企业看,一方面整体制造实力不够强,其中具备一定实力的First Solar还走的是薄膜光伏路线。
而欧洲企业那边 ,在美国大选特朗普遇刺事件之后,大选结果充满了不确定性,导致许多欧洲企业去美国建厂的计划开始犹豫,甚至有不少企业宣布中止赴美计划。
这么一看,美国晶硅光伏市场与中企“扳手腕”的重担大概率会落在寄予厚望的韩华Q Cells身上。
但无论是价格还是质量,还是技术与效率上,中企的实力无疑是吊打全球的存在。可以说在晶硅光伏技术上,无论是韩华还是美国本土企业,或者是欧洲企业,都占不到一点便宜。
面对即将到来的竞争压力,不仅是韩华,大量美国光伏制造商都已经预感到了不妙。今年下半年开始,韩华Q Cells、First Solar等美国头部制造商先后发起联名呼吁,先是要求阻止本土光伏项目开发商使用进口光伏组件(尤其是东南亚组件)转补贴,随后又意图要求阻止中国企业在美国获得补贴,在上周还要求提前对东南亚国家光伏组件进口进行额外征税。
但美国两党之间短期难以形成一致意见,且美国多个大州以及项目开发商等对中国企业的涌入又表示欢迎态度,毕竟又便宜质量又高,还能帮助州政府脱碳,还可以带来就业和税收,甚至还能通过《通胀削减法》来获得政府补贴,谁会拒绝呢?
叠层电池成为未来的生存空间
在晶硅光伏上的毫无胜算,政策手段又难有共识,因此尽管在美国市场风生水起,韩华Q Cells也不得不做好更长远的打算,把目光放到更加长远的钙钛矿叠层路线上。
毕竟钙钛矿叠层电池商业化尚未成熟,大家都处在同一起跑线上。
早在2023年初,Qcells 就宣布与Helmholtz Zentrum Berlin 合作,成功开发出效率高达 29.3% 的钙钛矿串联叠层电池,并获得了美国能源部运营的 NREL(国家可再生能源实验室)的认证。
随后在2023年5月份,Qcells 又宣布投资1亿美元加速钙钛矿叠层电池的商业化。Qcells 的母公司 Hanwha Solutions 表示,将在其位于韩国的 Jincheon 工厂建设一条串联电池试点生产线。该设施预计将于 2024 年底投入运营,目标是到 2026 年将叠层电池商业化。
从技术角度看,钙钛矿叠层方向确实没错。
单结钙钛矿具有物理极限效率33%,钙钛矿叠层电池的理论效率可突破45%,均大大超出了目前的晶硅光伏电池。
另外,除了理论转换效率高之外,钙钛矿柔韧性好,应用场景广泛,可以跟更好地跟建筑融合起来;产业链比较短,建设成本低,制造成本只有晶硅的30%;钙钛矿材料的带隙可调,对光波的吸收更为广泛,使其在弱光和高温环境下表现出色。
因此业内普遍认为,只要钙钛矿达到效率18%、寿命15年时,LCOE即可基本打平晶硅,大规模量产将开始具备商业化条件。
从效率看,目前商用尺寸的钙钛矿组件全面积效率已超过18%,而多晶硅钙钛矿叠层的效率则突破了33.9%,可以说在数据上距离商业化已经很近了。
然而,钙钛矿电池的稳定性仍是目前最大的难题,也距离商业化最难的一步。
距离商业化仍有很长距离
由于钙钛矿吸光层在多种环境下均会发生分解反应,包括遇到水和高温,都会导致溶解和分解,衰减高,寿命短。
另外,大面积钙钛矿电池会存在效率损失,导致大尺寸钙钛矿电池的良率和可靠性得不到保障,也是目前需要解决的另一难题。
因此要想进入商业化阶段,还需在效率、稳定性、大面积制备以及市场推广等方面取得显着进展。
过去几年,韩华Q Cells在钙钛矿电池上的研发也取得了一些进展。
在上周韩国首个叠层专业研讨会上,韩华Q Cells首席技术官Kim Ki-hong表示,公司已经在电池级别的M4尺寸上实现了26%的效率,计划在后续新的组件开发项目中实现超过23%的效率,同时还要确保环境条件下的可靠性。“
据介绍,在商业化之前,公司还需要考虑大规模M10尺寸的电池工艺、大规模生产的材料和设备、确保工艺和产品的可靠性、建立产品的质量保证标准和测量标准等,为此,韩华Q Cells还将投资1365亿韩元,在镇川工厂添置钙钛矿叠层电池量产设备。
外国分析机构认为,中国在全球90%的硅电池市场上占据主导地位,这可能会减缓其向叠层电池的过渡,因此这也是包括韩华Q Cells在内的全球光伏制造商的机会。
不过,中国企业在钙钛矿叠层电池上的进展似乎并没有他们想象的那样缓慢,在今年6月份,隆基的HJT钙钛矿叠层电池以34.6%的光转换效率创下了新的世界纪录。不仅如此,在行业内卷背景下,近两年一级市场上的钙钛矿、叠层电池领域的融资也在如火如荼进行当中。
在晶硅电池上可以说机会等于零,但钙钛矿叠层路线上尚存一丝机会,这或许也是韩华Q CELLS打算转移技术重心的理由。