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中國(guó)鈣鈦礦電池原材料行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)、進(jìn)出口貿(mào)易及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告內(nèi)容概要:鈣鈦礦電池原材料是指生產(chǎn)鈣鈦礦電池所需的原材料,如TCO導(dǎo)電玻璃、鈣鈦礦層材料等。鈣鈦礦電池?是指利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池,屬于第三代太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦電池具備質(zhì)量輕、厚度薄、柔性大、半透明、弱光效應(yīng)好以及顏色可定制等優(yōu)良特性,應(yīng)用潛力大。鈣鈦礦技術(shù)目前尚處于產(chǎn)業(yè)化早期,電池結(jié)構(gòu)、材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設(shè)備仍在持續(xù)迭代中,鈣鈦礦電池廠商積極驗(yàn)證技術(shù)方向,加速推進(jìn)鈣鈦礦電池量產(chǎn)進(jìn)程。據(jù)統(tǒng)計(jì),2023年我國(guó)鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能約為0.5GW。未來隨著鈣鈦礦電池技術(shù)持續(xù)進(jìn)步和創(chuàng)新、成本進(jìn)一步下行,鈣鈦礦電池的滲透率將迎來顯著提升。將有越來越多企業(yè)布局鈣鈦礦電池領(lǐng)域,加大投資。鈣鈦礦電池產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張,將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展,鈣鈦礦電池核心原材料如TCO導(dǎo)電玻璃、鈣鈦礦層材料、POE膠膜及丁基膠等需求也將隨之增加,迎來重大發(fā)展機(jī)遇。關(guān)鍵詞:鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)鏈、鈣鈦礦電池市場(chǎng)現(xiàn)狀、鈣鈦礦電池原材料市場(chǎng)需求、鈣鈦礦電池原材料市場(chǎng)現(xiàn)狀一、鈣鈦礦電池原材料行業(yè)發(fā)展背景鈣鈦礦電池原材料是指生產(chǎn)鈣鈦礦電池所需的原材料,如TCO導(dǎo)電玻璃、鈣鈦礦層材料等。鈣鈦礦電池?是指利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池,屬于第三代太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)分類多樣,每種結(jié)構(gòu)都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景,通常包括正式介孔結(jié)構(gòu)、正式平面結(jié)構(gòu)以及反式平面結(jié)構(gòu),但組成部分基本相同。鈣鈦礦電池的結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)關(guān)鍵部分組成:透明導(dǎo)電基底、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和金屬電極。這些組成部分共同協(xié)作,使得鈣鈦礦電池能夠有效地吸收太陽(yáng)光并將其轉(zhuǎn)化為電能。透明導(dǎo)電基底是鈣鈦礦電池的基礎(chǔ),通常采用摻氟的氧化錫(FTO)或摻銦的氧化錫(ITO)等材料制成,具有高透光性和良好的導(dǎo)電性。它的主要作用是引入太陽(yáng)光并收集產(chǎn)生的電流。透明導(dǎo)電基底的選擇對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能至關(guān)重要,因?yàn)樗粌H影響光線的入射,還影響電流的導(dǎo)出。電子傳輸層位于透明導(dǎo)電基底和鈣鈦礦吸光層之間,主要作用是傳輸電子。常用的電子傳輸層材料包括二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)等,這些材料具有良好的電子遷移率和穩(wěn)定性,能夠?qū)⑩}鈦礦吸光層中產(chǎn)生的電子傳輸?shù)酵该鲗?dǎo)電基底上。鈣鈦礦吸光層是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的核心部分,主要由ABX3結(jié)構(gòu)的有機(jī)鹵化物鈣鈦礦材料構(gòu)成。這些材料具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能,能夠有效地將太陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)化為電能。鈣鈦礦吸光層的制備工藝和性能對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的整體性能具有決定性影響。空穴傳輸層位于鈣鈦礦吸光層和金屬電極之間,主要作用是傳輸空穴。常用的空穴傳輸層材料包括Spiro-OMeTAD等,這些材料能夠有效地提取和傳輸光生空穴,從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。金屬電極是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的最后一道工序,主要負(fù)責(zé)傳輸電荷并連接外電路。通常是在空穴傳輸層外面蒸鍍一層金、銀或鋁制成,以提高電極的導(dǎo)電性能。鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)及組成部分從鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)鏈來看,上游包括原材料及生產(chǎn)設(shè)備,TCO導(dǎo)電玻璃、鈣鈦礦層材料、POE膠膜及丁基膠等為生產(chǎn)鈣鈦礦電池關(guān)鍵原材料,鈣鈦礦電池生產(chǎn)設(shè)備包括鍍膜設(shè)備、涂布設(shè)備、激光設(shè)備、封裝設(shè)備等,原材料及生產(chǎn)設(shè)備的性能直接關(guān)系到鈣鈦礦電池的生產(chǎn)良率、安全性與穩(wěn)定性等。中游為鈣鈦礦電池制造。鈣鈦礦電池具備質(zhì)量輕、厚度薄、柔性大、半透明、弱光效應(yīng)好以及顏色可定制等優(yōu)良特性,應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,可廣泛應(yīng)用于光伏建筑一體化(BIPV)、電動(dòng)汽車車頂?shù)葓?chǎng)景中。鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)內(nèi)新興鈣鈦礦電池企業(yè)紛紛涌現(xiàn),鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)。鈣鈦礦技術(shù)目前尚處于產(chǎn)業(yè)化早期,電池結(jié)構(gòu)、材料體系、制備工藝、生產(chǎn)設(shè)備仍在持續(xù)迭代中,鈣鈦礦電池廠商積極驗(yàn)證技術(shù)方向,加速推進(jìn)鈣鈦礦電池量產(chǎn)進(jìn)程。據(jù)統(tǒng)計(jì),2023年我國(guó)鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能約為0.5GW,主要來源仁爍光能150MW鈣鈦礦光伏組件項(xiàng)目的順利竣工投產(chǎn)、萬度光能200MW級(jí)可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池大試線落地等項(xiàng)目投產(chǎn)。截止到2024年3月底,國(guó)內(nèi)已有纖納光電、協(xié)鑫光電和極電光能3家百兆瓦級(jí)鈣鈦礦產(chǎn)線通線。仁爍光能、萬度光能、曜能科技、脈絡(luò)能源4家公司百兆瓦級(jí)鈣鈦礦中試線已陸續(xù)建成。此外,多家鈣鈦礦公司正在建設(shè)中試線以及更多的實(shí)驗(yàn)室小試線建成或在建。隆基綠能、晶科能源、通威、正泰新能、天合光能、阿特斯等晶硅電池企業(yè)依托晶硅太陽(yáng)電池的技術(shù)優(yōu)勢(shì),選擇鈣鈦礦-晶硅疊層太陽(yáng)電池路線,突破晶硅太陽(yáng)電池的效率限制。寧德時(shí)代、比亞迪、京東方等上市公司也有布局鈣鈦礦行業(yè),進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和專利儲(chǔ)備。2022-2030年中國(guó)鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能預(yù)測(cè)相關(guān)報(bào)告:智研咨詢發(fā)布的《中國(guó)鈣鈦礦電池原材料行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展態(tài)勢(shì)及產(chǎn)業(yè)需求研判報(bào)告》二、鈣鈦礦電池原材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1、TCO導(dǎo)電玻璃TCO玻璃作為鈣鈦礦電池的前電極、窗口材料和支撐材料,主要功能為:讓大部分太陽(yáng)光進(jìn)入吸收層,實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換;利用其導(dǎo)電性作為前電極,收集電池電流;為電池多層膜材料結(jié)構(gòu)提供物理上的機(jī)械支撐。TCO玻璃按照導(dǎo)電氧化物的不同主要分為ITO(氧化銦錫)、FTO(摻氟SnO2)、AZO(摻雜鋁ZnO)三種,F(xiàn)TO同ITO相比,成本更低;同AZO相比,F(xiàn)TO雖然導(dǎo)電性較差,但更為穩(wěn)定,適宜于鈣鈦礦電池在戶外的長(zhǎng)期應(yīng)用。目前協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能生產(chǎn)的鈣鈦礦電池TCO導(dǎo)電玻璃均選用FTO。資料顯示,1GW鈣鈦礦電池對(duì)應(yīng)約600萬平TCO玻璃消耗,以鈣鈦礦電池產(chǎn)能利用率為60%計(jì)算,2023年中國(guó)鈣鈦礦電池所需TCO玻璃約為324萬平方米,預(yù)計(jì)到2026年需求量將接近9000萬平方米。2022-2026年中國(guó)鈣鈦礦電池領(lǐng)域TCO玻璃需求量預(yù)測(cè)2、POE膠膜由于鈣鈦礦材料比較敏感,因此鈣鈦礦電池在封裝的要求相比晶硅電池更高,一般采用POE膠膜而不能采用EVA膠膜,主要原因有兩點(diǎn):一是EVA膠膜的水汽透過率較高,晶硅可以容忍的水汽透過率鈣鈦礦不能容忍,二是EVA膠膜降解分解會(huì)產(chǎn)生醋酸,對(duì)鈣鈦礦材料造成腐蝕,降低電池性能。POE膠膜相比EVA膠膜的封裝效果和穩(wěn)定性更好,但POE膠膜目前同樣存在兩點(diǎn)問題,一是POE粒子目前仍嚴(yán)重依賴于進(jìn)口,二是層壓工藝上存在打滑等問題。2023年全球封裝膠膜市場(chǎng)需求約57.5億m2,其中中國(guó)市場(chǎng)封裝膠膜需求量約48.7億m2。目前,市場(chǎng)上封裝材料主要有透明EVA膠膜、白色EVA膠膜、聚烯烴(POE)膠膜、共擠型聚烯烴復(fù)合膜EPE(EVA-POE-EVA)膠膜與其他封裝膠膜(包括PDMS/Silicon膠膜、PVB膠膜、TPU膠膜)等。2023年,組件封裝材料仍以透明EVA膠膜為主,約占42.5%的市場(chǎng)份額;白色EVA膠膜約占16%的市場(chǎng)份額;POE膠膜市場(chǎng)占比小幅提升,約占13.2%;共擠型EPE膠膜2023年市場(chǎng)占比提升至27.8%;PVB等其他類型膠膜約占0.5%。2023年光伏封裝膠膜結(jié)構(gòu)分布N型電池、雙面雙玻組件滲透率持續(xù)提升及鈣鈦礦電池不斷發(fā)展,帶動(dòng)POE膠膜需求迅速增加。2023年中國(guó)光伏領(lǐng)域POE膠膜需求約6.4億㎡,同比實(shí)現(xiàn)翻倍。未來隨著鈣鈦礦電池產(chǎn)能不斷擴(kuò)大,POE膠膜需求將繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2021-2023年中國(guó)光伏領(lǐng)域POE膠膜需求量3、丁基膠丁基膠是以丁基橡膠(IIR)為原材,加入聚異丁烯(PIB)等改性物質(zhì)造成的單組
總膠粘劑,具備低水汽透過率、高粘結(jié)性、電斷氣緣三大機(jī)能,有效幫助組件抵
擋水汽同時(shí)適合與玻璃粘結(jié),因此丁基膠適用于高水汽敏感的鈣鈦礦。目前鈣鈦礦電池基本上已經(jīng)確認(rèn)采用丁基膠來作為阻水材料。資料顯示,單W鈣鈦礦電池約使用0.01-0.03g丁基膠,以此計(jì)算,2023年中國(guó)鈣鈦礦電池領(lǐng)域丁基膠需求量約為11.7萬噸,2025年需求量將接近50萬噸。2023-2025年中國(guó)鈣鈦礦電池領(lǐng)域丁基膠需求量預(yù)測(cè)4、背電極金屬電極的主要作用是收集電子(底部電極)和空穴(頂部電極),并將它們引導(dǎo)至外部電路,要求其具備優(yōu)異的導(dǎo)電性、合適的帶隙從而與空穴傳輸層或電子傳輸層相匹配等特點(diǎn)。金屬電極通常是Au、Ag、Al等導(dǎo)電金屬,正結(jié)鈣鈦礦電池一般采用Au作為電極材料,反結(jié)鈣鈦礦電池一般采用Ag作為電極材料。另外,當(dāng)下游應(yīng)用需要組件全透明時(shí),背電極只能采用透明導(dǎo)電氧化物(TCO)。數(shù)據(jù)顯示,2023年,我國(guó)黃金供應(yīng)量為1782.42噸。其中,成品金519.29噸,占比29.13%;回收金551.13噸,占比30.92%;進(jìn)口金712.00噸,占比39.95%。全年白銀產(chǎn)量4620噸,較2022年增長(zhǎng)61噸。2022-2023年中國(guó)黃金供應(yīng)量與白銀產(chǎn)量三、總結(jié)未來隨著鈣鈦礦電池技術(shù)持續(xù)進(jìn)步和創(chuàng)新、成本進(jìn)一步下行,鈣鈦礦電池的滲透率將顯著提升,將有越來越多企業(yè)布局鈣鈦礦電池領(lǐng)域,加大投資。鈣鈦礦電池產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張,將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展,生產(chǎn)鈣鈦礦電池所需的核心原材料及生產(chǎn)設(shè)備需求也將隨之增加,迎來重大發(fā)展機(jī)遇。以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢()發(fā)布的《中國(guó)鈣鈦礦電池原材料行業(yè)市場(chǎng)
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