記者｜周琦 編輯｜江昱玢
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光伏賽道闖出一匹黑馬。
這家鈣鈦礦太陽能組件供應商原名惟華光能，由三個清華同宿舍校友創(chuàng)辦，創(chuàng)業(yè)初期，公司一度發(fā)不出工資；后被協(xié)鑫集團收購，改名協(xié)鑫光電。
晶硅電池效率提升空間漸小，轉(zhuǎn)化效率上限更高、成本更低的下一代光伏技術鈣鈦礦電池走到臺前。
無數(shù)巨頭闖進這條隱秘賽道。寧德時代鈣鈦礦光伏電池研究進展順利，正在搭建中試線；隆基股份、晶科能源、通威股份等能源企業(yè)也加緊布局。
成立僅3年，協(xié)鑫光電已成為目前最大尺寸鈣鈦礦電池記錄保持者，完成了6輪融資。去年年底，淡馬錫、紅杉中國、IDG組團押注，協(xié)鑫光電完成5億元B+輪融資。
真香賽道
“今年目標是在1*2米組件上實現(xiàn)18%的效率，已經(jīng)接近實現(xiàn)了?！眳f(xié)鑫光電創(chuàng)始人、董事長范斌在接受《21CBR》記者采訪時表示。
光伏發(fā)電追求的光電轉(zhuǎn)換效率，指的是當太陽光能量照射下來，能轉(zhuǎn)換成電能的比例。太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的高低，決定了其受市場青睞的程度。
以晶硅電池為例，2022年底，隆基的單結晶硅電池效率達到26.81%，理論轉(zhuǎn)換效率極限為29.4%——晶硅電池提升轉(zhuǎn)換效率的空間很小。
鈣鈦礦理論效率極限為33%。2009年被發(fā)明后，單結鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率從3.8%上升至26%。
“直觀看鈣鈦礦‘18%’的效率相較晶硅偏低，這里有一個誤會?！?/p>
范斌解釋，鈣鈦礦電池的實際發(fā)電量比晶硅電池高約10%。由于弱光效應與溫度系數(shù)方面的優(yōu)勢，效率18%的鈣鈦礦組件，實際發(fā)電能力相當于效率20%的晶硅組件。
從性能角度講，目前鈣鈦礦產(chǎn)品的效率與晶硅相差無幾。隨著產(chǎn)線設備優(yōu)化，效率還將逐漸提升。
在范斌的規(guī)劃中，1m×2m大尺寸鈣鈦礦組件量產(chǎn)后，效率有望1-2年內(nèi)達到20%-22%。
“我對技術團隊很有信心。我們?nèi)齻€創(chuàng)始人畢業(yè)后，一直在做鈣鈦礦，團隊從10多人發(fā)展到上百人。”他介紹，研發(fā)團隊擁有鈣鈦礦太陽能電池核心技術，掌握43項專利。
鈣鈦礦產(chǎn)品的生產(chǎn)過程能耗低。從實驗室提純鈣鈦礦到逐步結晶，整個工藝的溫度不超過150度，而晶硅生產(chǎn)有很多環(huán)節(jié)要1000度以上的高溫。
且鈣鈦礦以基礎礦為合成原料，涉及部分玻璃、TCO、封裝膠膜等，整體成本較低，不需要銀漿等高價值原料。
國泰君安證券預測，鈣鈦礦產(chǎn)線設備投資較晶硅電池低44%-50%；組件制造成本約為1元/W，量產(chǎn)后有望降至0.3-0.4元/W。
“產(chǎn)品工藝流程在一個工廠里即可完成，單位產(chǎn)能投資可降低至晶硅產(chǎn)線的一半。”
范斌表示，協(xié)鑫光電的100MW項目若能達到良品率要求，預計成本是晶硅產(chǎn)線的70%左右。
艱苦創(chuàng)業(yè)
2000年，范斌考上清華化學系，他發(fā)現(xiàn)導電高分子材料可用來做太陽能電池。
當時中國光伏產(chǎn)業(yè)剛起步，高純度硅材料太貴，用人工合成物降本是個解法。范斌便開始做有機光伏研究，這是鈣鈦礦電池所屬的光伏電池。
清華畢業(yè)后，他來到研究有機太陽能的世界頂尖學府——瑞士洛桑高等理工學院，繼續(xù)攻讀博士學位，師從鈣鈦礦電池行業(yè)早期奠基人米夏埃爾·格雷策爾。
2010年，范斌畢業(yè)，與清華室友白華、田清勇創(chuàng)立惟華光能。受到投資人的鼓勵，“順著大江大河，而不是找個水溝，翻一點兒浪花”，三人決定回國做光伏。
“關系比較好的朋友找到一些投資人，投給我們啟動資金?！狈侗蠡貞浀?，“早期投資人對技術不了解，更多是相信團隊不為自己謀利益，而是把事情做成。”
成立第二年，中國光伏產(chǎn)業(yè)遭遇“反傾銷、反補貼”制裁。范斌靠1000多萬的融資，咬牙堅持6年。
2012-2013年，中國企業(yè)尚未走出"雙反"陰霾，鈣鈦礦技術成為有機光伏領域的熱門技術，范斌團隊從OPV（有機光伏）轉(zhuǎn)為研發(fā)鈣鈦礦技術。
“行為非常冒險，好在運氣不錯。”范斌告訴記者，轉(zhuǎn)機來自2015年收到的一封郵件——中國多晶硅行業(yè)龍頭協(xié)鑫集團，主動提出到公司實地拜訪。
協(xié)鑫集團董事長朱共山認為，一定會有新技術替代晶硅技術。彼時，鈣鈦礦效率進步迅速，僅用3年便從6%飛升至22%，這引起了朱的注意。
“當時，公司大部分投資人已退出，市場上對技術認可程度有限。如果沒有協(xié)鑫集團的支持，我們的創(chuàng)業(yè)就會止于彼時?！?/p>
一直在接觸資本的范斌抓住機會，2016年底，協(xié)鑫收購惟華光能58.5%的股份；2019年，協(xié)鑫光電成立。
范斌意識到，“實驗室里的人對技術、設備等都停留在認識級別，往工業(yè)級別發(fā)展后，很多設備工藝的用法與最初設想差別巨大?！?/p>
2019年2月，協(xié)鑫光電率先建成10MW中試線，即為了跑通工藝流程，建了一條比實驗室更大、比量產(chǎn)線更小的產(chǎn)線，在這條線上生產(chǎn)45cm×65cm的鈣鈦礦組件。
范斌認為協(xié)鑫光電團隊組合非常理想，創(chuàng)始人們技術出身，大股東協(xié)鑫集團是傳統(tǒng)光伏行業(yè)巨頭，推動公司的鈣鈦礦技術從實驗室走向市場。
闖無人區(qū)
去年12月，協(xié)鑫光電完成5億元的B+輪融資，淡馬錫、紅杉中國、IDG等一眾明星資本加持。
“光伏維度非常單一，不存在商業(yè)模式，也無需考慮消費者心態(tài)。投資者主要關心技術本身，只要技術靠譜，電站回報率高，就能成為主流?！?/p>
范斌表示，本輪融資將用于協(xié)鑫光電100MW大尺寸鈣鈦礦組件產(chǎn)線的工藝和設備開發(fā)?！拔覀冞€在這條線上不斷改善設備、材料、工藝?！?/p>
其中最難的是提升效率。技術本身外，還要解決材料設備供應、供應鏈、品控等繁雜問題。
范斌表示，現(xiàn)在鈣鈦礦電池遭遇的產(chǎn)業(yè)化難題，是如何在大面積組件上，把涂均勻的膜通過控制結晶，得到高質(zhì)量的干膜。
當咖啡打翻在桌面上，并不會形成光滑鏡面，而是形成一圈圈咖啡環(huán)。對鈣鈦礦來說，如果溶液自然揮發(fā)干燥，會形成波浪狀、圓環(huán)狀物質(zhì)，而非光滑面。
鈣鈦礦電池要求溶劑揮發(fā)過程中，晶體像鏡子一樣光滑，需要調(diào)整溶液配方，優(yōu)化結晶設備；若密度不均勻、相互之間存在孔隙，會導致鈣鈦礦效率明顯下降。
“面積小，效果容易控制；面積大，想要獲得光滑鏡面很難?！狈侗蟊硎?，協(xié)鑫光電已實現(xiàn)鈣鈦礦溶液在1m×2m尺寸組件揮發(fā)后，生成鏡子似的晶體。
新建的1m×2m尺寸鈣鈦礦組件產(chǎn)線，是同規(guī)模全球首條100MW量產(chǎn)線，已在昆山完成廠房和主要硬件建設，計劃2023年投入量產(chǎn)。
“以前光伏行業(yè)晶硅所有技術都是國外研發(fā)成熟后，國內(nèi)再引進。協(xié)鑫光電闖無人區(qū)，這是國內(nèi)光伏企業(yè)第一次原創(chuàng)開發(fā)，甚至把國外競爭對手甩到了后面?！?/p>
范斌很自信，“沒有其他企業(yè)拿到1000平方厘米以上的組件效率認證，我們在2019年就完成了1240平方厘米的認證。”
范斌介紹，協(xié)鑫光電的鈣鈦礦組件已有訂單意向，暫不接受訂單預定。100MW產(chǎn)能尚不需要考慮市場銷售，公司各方股東即可消化，如協(xié)鑫集團、寧德時代、道達爾等。
有業(yè)內(nèi)人士預測，2050年全球光伏發(fā)電在總發(fā)電量中的占比將達20%-30%。
“這一預測仍偏保守。當光伏成本比煤便宜時，完全可以成為75%以上的主流能源。我們有義務讓技術從實驗室走向量產(chǎn)?！狈侗笳雇?/p>
“我們判斷實現(xiàn)量產(chǎn)后，快則一兩年，慢則兩三年，（鈣鈦礦）會被市場接受?！?/p>
新技術需要示范認證。量產(chǎn)成功后，協(xié)鑫光電會鋪設示范電站，讓市場看到效率和回報率。
