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HD现代能源解决方案的OLED技术应用——下一代太阳能电池28.7%效率的真正意义

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我们了解到,HD现代能源解决方案与韩国化学研究院合作,在硅-钙钛矿叠层太阳能电池上实现了28.7%的效率。起初,我以为这只是又一则效率提升的新闻,但深入研究后发现,这不仅仅是数字游戏。关键在于他们将OLED工艺应用于太阳能电池,接下来我们将逐步探讨这为何重要。

HD现代能源解决方案的OLED技术应用——下一代太阳能电池28.7%效率的真正意义
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目前太阳能市场中,硅单晶电池的理论效率极限约为29%。而市售产品通常停留在20-22%的水平。然而,采用叠层结构理论上可以达到43%的效率。HD现代实现的28.7%比现有商用硅电池高出30%以上。但真正重要的不是效率本身,而是其制造方式。

在钙钛矿太阳能电池领域,迄今为止99%采用的是“湿法溶液工艺”。这种方法是将钙钛矿材料溶解在溶液中进行涂覆,虽然在实验室中效果良好,但在大规模生产中存在诸多限制。由于溶液难以均匀分布,难以大面积制造,并且对湿度和温度敏感,稳定性较差。实际上,First Solar(FSLR)和JinkoSolar(JKS)等全球太阳能企业也因这一问题推迟了钙钛矿的商业化。

然而,HD现代选择的“干法真空蒸镀”方式则是完全不同的路径。这是三星显示器和LG显示器在制造OLED面板时使用的技术。在真空状态下将材料气化并均匀沉积,这已在大面积量产中得到验证。三星显示器的65英寸OLED面板就是用这种方法制造的。将这项技术应用于太阳能电池,意味着可以利用现有的OLED生产基础设施。

可能改变市场格局的技术突破

截至2025年,全球太阳能市场估计约为2,500亿美元,中国企业占据了70%以上。隆基、晶科、天合等公司凭借价格竞争力主导市场。韩国企业中,韩华解决方案(009830)排名全球第七,而HD现代能源解决方案尚未进入前列。

但如果叠层太阳能电池实现商业化,游戏规则可能会改变。目前硅太阳能电池的LCOE(平准化发电成本)为每千瓦时3-5美分,效率提高30%以上后,同等面积可产生更多电力,从而实质性降低发电成本。特别是在安装空间有限的城市或商业建筑中,高效面板的溢价将更大。

我个人感兴趣的是,HD现代在造船业积累的大面积制造经验与现代汽车集团的电池技术可能产生的协同效应。现代汽车(005380)正在与LG能源解决方案(373220)在乔治亚州建设电池工厂,而HD现代作为全球最大造船企业,拥有丰富的大型结构制造经验。太阳能面板本质上也是大面积制造业,因此这些经验可能会有所帮助。

市场分析师预测,叠层太阳能电池市场到2030年将以年均35%的速度增长。目前这一市场几乎不存在,但预计到2030年将达到150亿美元的规模。虽然这种预测并不总是准确,但至少增长潜力是显而易见的。

然而,竞争对手也不会坐视不理。英国初创公司Oxford PV已经宣布其钙钛矿叠层电池实现了28.6%的效率,而日本的Kaneka记录了26.7%。中国的隆基太阳能也宣布了32.69%的惊人数据,但这仍处于实验室阶段,距离商业化还有一定距离。最终,谁能率先建立大规模生产体系将成为关键。

实现商业化的现实挑战

然而,28.7%的效率实现并不直接意味着商业化。将实验室中小型电池的效率扩展到大面积模块并保持是首要任务。通常实验室效率的80-85%会在商用模块中实现,这意味着实际可能达到23-24%。即便如此,这仍然比现有商用硅面板高出许多。

第二个问题是耐久性。钙钛矿材料对湿度和热敏感,长期稳定性尚未验证。太阳能面板通常有25年的保修期,性能需在25年内保持80%以上。HD现代选择干法蒸镀工艺也是为了解决这一稳定性问题,但实际改善程度仍需观察。

第三个问题是成本。真空蒸镀工艺比湿法工艺复杂且成本高。这也是OLED面板比LCD贵的原因之一。然而,OLED行业已经积累了大规模生产的经验,三星SDI(006400)和LG能源解决方案等公司拥有相关设备和材料技术,因此可以期待协同效应。

HD现代能源解决方案表示,未来目标是实现30%以上的认证效率,如果实现,这将成为真正的游戏改变者。30%的效率比现有商用面板高出50%以上。这意味着即使在同一屋顶面积上安装,也能多产生1.5倍的电力。即便初期安装成本较高,也足够经济。

从国内太阳能市场的角度来看,这也具有重要意义。韩国国土狭小,太阳能安装空间有限,但高效面板的出现意味着在同一面积上可以产生更多电力,有助于实现可再生能源目标。政府计划到2030年将可再生能源比例提高到30%,目前仅为9%左右。高效太阳能技术可能成为实现这一目标的关键手段。

另一个值得注意的点是HD现代集团的整体能源转型战略。HD现代重工正在制造海上风力涡轮机,HD现代电气生产电力转换装置。加上高效太阳能电池,可以完成可再生能源价值链。特别是在海上风电与太阳能结合的混合发电项目中,可能产生协同效应。

从投资的角度来看,HD现代能源解决方案的太阳能业务收入比例尚不大。其主要业务仍然是电池和燃料电池。然而,如果叠层太阳能电池实现商业化,可能成为新的增长动力。凭借技术优势,可以在全球太阳能市场上攻占高端市场。不过,商业化可能还需2-3年时间,在此过程中也需考虑技术和经济风险。

最终,HD现代的此次成就展示了韩国在下一代太阳能技术中进入全球领先集团的可能性。将韩国的OLED技术优势应用于太阳能的创意也很新颖。未来实际商业化的过程,以及在全球竞争中占据何种位置,值得我们关注。

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本文是在阅读HD现代能源解决方案,应用‘OLED工艺’实现下一代太阳能电池世界最高效率文章后,添加个人观点和分析后撰写的。

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