結晶シリコン電池の開発は、これまで成熟した産業チェーンを形成してきたが、次世代の予備電池技術としてカルシウム・チタン鉱石電池も注目されている。 先日、工業部など5部門が共同で「電力設備のグリーン・低炭素イノベーションの発展を加速する行動計画」を発表し、TOPConなどの結晶シリコン Cecep Solar Energy Co.Ltd(000591) 電池技術やカルシウムチタン鉱、積層電池部品技術の産業化の推進について言及した。
金融通信社の記者は、技術革新の技術レベルのカルシウムチタン鉱石電池が、”夜明け “とどのように長い前に商業生産の実現は、それが決定的な結論を持っていることは困難であることを学んだ。 最近のポリシリコン産業フォーラムで、GCL光電会長の範斌は、チタンカルシウム鉱石電池の製品特性を考慮し、BIPVはチタンカルシウム鉱石の早期商業化のための重要なエントリポイントであり、チタンカルシウム鉱石のシナリオの使用に制限はありませんと考えています。
実は、この考え方は、業界では昔から踏襲されています。 蔡聯合ニュース社の記者は Hangxiao Steel Structure Co.Ltd(600477) から、同社のヘテロ接合カルシウムチタン鉱石電池パイロットラインが2023年5月に生産開始予定で、電池効率28％を目標としていることを知った。 しかし、実用化には大量生産のスケールアップも重要な前提条件であり、コストダウンや拡大にはまだ時間がかかるかもしれません。
BIPVの立ち上げに向けた前工程ファン・ビンが示した事例では、ある建物の壁面に、大きさの異なる4つのカルシウム・チタン鉱石電池モジュールが設置されています。 このプロジェクトで使用される太陽光発電モジュールは、すべて1*2mのチタン鉱石カルシウムモジュールから切り出され、総電力は約10kWと報告されています。建物に設置されたチタン鉱石カルシウムパネルは、サイズや形状が異なるため、さまざまな不定形に対応し、建築家に遊び心を与えることができるのです。
その結果、BIPV（Building Integrated Photovoltaic）がカルコゲナイドの市場参入前のエントリーポイントになった。
現在、カルシウムチタン鉱石と結晶シリコン電池の間には、基礎的な実験データの面で差が縮まりつつある。 範斌は、実験室の効率、カルシウムチタン鉱石の効率と結晶シリコンの差は1％以内であると言いました。 理論的には、カルシウムチタン鉱石の効率は再び上がることができ、結晶シリコンよりも高い2〜3ポイント、28〜29％の効率に到達することができるはずです。
“時間的な観点から見ると、カルコゲナイドは約10年で非常に急速な進歩を遂げ、過去40年間の結晶シリコンの発展を達成しました。” ファン・ビンはこう言った。 単結晶シリコンとカルコゲナイドの効率向上曲線から見ると、カルコゲナイドは2012年頃に13～14％の効率に達し、その後急速に発展して2022年頃には26％の効率に達し、単結晶シリコンセルの効率と変わらなくなった。
現在、GCL光電はすでにカルシウム・チタン鉱石製品を発売しています。 Fan Binによると、100MW相の製品の全体サイズは1*2mで、効率は2023年に18％、2024年に20％に達する見込みで、モジュール出力は360Wと400Wに相当します。
生産、カルコゲナイドモジュールの生産はパネル工程に近く、PVD装置、コーティング装置、レーザー装置、封止装置など4つの工程に大別され、工程は比較的簡略化されている、つまり、化学原料やガラスパネルの工場調達の後、出力はモジュール製品で、一貫生産の特徴を備えている。
また、カルコゲナイドはN型結晶シリコンセルと融合して積層型セルを作ることも可能で、より大幅な効率向上が期待できる。 Hangxiao Steel Structure Co.Ltd(600477) の開示によると、子会社Het光電は、2022年に高効率カルコゲナイド/結晶シリコン薄膜積層電池パイロット生産ラインの建設に投資する予定であり、2023年5月10日までに正式に100MW電池パイロットライン生産を達成し、電池変換効率は28％以上となる予定だそうです。
一部の業界アナリストは、『Caixin News Agency』に対し、カルシウム・チタン鉱石電池の単層の理論効率は33％に達し、結晶シリコン電池を大幅に上回ると述べている。 積層型では、結晶シリコン／チタンカルシウム鉱石の2段積層型電池の変換効率は理論上43％に達し、チタンカルシウム鉱石の3段積層型電池の変換効率は理論上50％以上に達することができます。
“現在、市場で販売されている結晶シリコンセルの最高変換効率は25％近く、モジュールまでの効率は23％～24％程度です。” 上記のスタッフは、同社のラミネート技術は業界のリーダーでありパイオニアである、このプロジェクトはBIPVの分野で同社の製品競争力を大幅に強化するものであると述べています。
まだ大規模な商業化の前段階にあるしかし、カルシウム・チタン鉱石電池の実用化には、まだ多くの課題がある。 結晶シリコン電池の成熟した産業チェーンに比べ、カルシウムチタン鉱石はまだ産業発展の初期段階にある。
ニュースでは、最近のチタン鉱石カルシウムの量産化という朗報がありました。 今年、GCL光電の100MWカルシウム・チタン鉱石モジュールの量産に続き、極光エネルギーも最近、初のGW級カルシウム・チタン鉱石太陽光発電モジュールの建設を開始すると発表した。 このニュースによると、JD Solarは、世界初のGWクラスのカルコゲナイドPVモジュールとBIPV製品ライン、100トンのカルコゲナイド量子ドット生産ライン、グローバルイノベーションセンター、本社ビルを無錫に建設し、プロジェクトの総投資額は30億人民元を計画しています。 また、Fibrina Photonics社やWandoo Solar社なども、カルシウム・チタン鉱石太陽電池の研究開発・商業的量産に積極的に取り組んでいます。
高い光電変換効率、シンプルな製造プロセス、低い製造コストと材料コストは、カルシウムチタン鉱石セルの重要な利点です。 ファン・ビン氏によると、100MWレベルの量産では、モジュールコストは1元/W以下となる。
特筆すべきは、優れたガラスなどの封止材が総コストの3分の1を占めるため、この部分をスケールダウンすることがより必要であり、5〜10GWレベルの量産では、モジュールコストを0.5〜0.6元/Wまで低減できると予想されている。
実は、カルシウムチタン鉱石が量産できるかどうかの条件は、非常にはっきりしています。 範斌は、太陽光発電モジュールの単品次元、毎年どれだけの収益をもたらすことができるかを正確に計算し、キロワット時のコストだけが指標になると考えている。 単結晶から多結晶への置き換えプロセスを考えると、異種製品の共存期間の短さを示すのは勝者だけである。 “市場は非常に厳しく、結晶シリコンに対して優位性がなければ、カルシウムチタン鉱石は市場に参入しない。” ファン・ビンはこう言った。
GCL光電の計画によると、2023年末に100MWの生産ライン、2024年にGWレベルの生産ラインを構築する予定で、大規模な量産は少なくとも3〜5年先となる見込みです。
アナリストは財新通信の取材に対し、「実用化には効率に加え、大量生産ができることが重要な条件となる」と語った。 結晶シリコン電池の場合、カルシウムチタン鉱石（積層を含む）を置きたい、コストと規模が追いつく必要がある、コストダウンと拡大には時間がかかると思われます。
