新能源一直是我國綠色發(fā)展的主旋律，相關產(chǎn)業(yè)迭代迅速，繼鋰電池、鈉電池、固態(tài)電池等之后，鈣鈦礦太陽能電池憑借其高轉換效率、低成本、應用場景廣泛等優(yōu)勢，現(xiàn)已成為A股市場追逐的最炙手可熱的黑馬概念板塊，有望成為未來光伏建筑一體化(BIPV)、電動汽車移動發(fā)電電源領域的重要材料。在鈣鈦礦電池的發(fā)展路線中，銫(Cs)和銣(Rb)作為鈣鈦礦關鍵添加材料，需求量有望持續(xù)提升，更由于銫銣稀缺及難開采特性使得整體供給不足，行業(yè)有望迎來更廣闊的發(fā)展空間。

鈣鈦礦電池的優(yōu)勢

鈣鈦礦并不是一種由鈣元素和鈦元素組成的礦物，而是一類結構為ABX3 以及與之類似的晶體化合物的統(tǒng)稱，這類物質(zhì)有一種特殊結構，光電特性優(yōu)異，其具有光吸收系數(shù)高、載流子遷移率大、合成方法簡單等優(yōu)點，被認為是下一代最具前景的光電材料之一。鈣鈦礦電池屬于第三代太陽能技術，且適合與異質(zhì)結等晶硅電池做疊層，以提高電池效率，較晶硅電池具有跨越式的優(yōu)勢：

一是轉換效率更高。在晶硅體系下，光伏電池的理論極限轉換效率約為28%，而鈣鈦礦電池技術有望將光伏電池的量產(chǎn)轉換效率提升至 30%以上，多結鈣鈦礦電池最高光電轉換效率更可達50%以上。

二是成本更低。鈣鈦礦較晶硅成本大幅降低，降本增效空間更大。理論上，在鈣鈦礦單片組件成本結構中，鈣鈦礦占比約5%，玻璃、靶材等占2/3，理論總成本約為0.5-0.6元，僅為晶硅極限成本的50%。

三是工藝簡單。不同于晶硅等其他光伏技術需要上千度高溫來處理原材料，鈣鈦礦可在室溫條件下完成。具有步驟少、能耗低、可液相制備的特點，賦予了其低廉的綜合制造成本。

四是產(chǎn)業(yè)鏈顯著縮短。晶硅電池在四個不同工廠內(nèi)分別加工硅料、硅片、電池、組件，此過程需要至少耗時3天。相比之下，鈣鈦礦電池，通過采購化工原材料，即可在同一間工廠完成最終組件產(chǎn)品的交付，原材料到組件僅需45分鐘，大大縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)交付周期。

五是應用前景廣闊。晶硅太陽能電池中的硅片厚度通常為160-180微米，而鈣鈦礦太陽能電池中鈣鈦礦層的厚度僅為0.3微米。質(zhì)量輕、厚度低、可彎曲、半透明等特性豐富了鈣鈦礦電池的應用場景，可與航空、軍事、建筑、可穿戴式發(fā)電器件集成在一起。

銣和銫——鈣鈦礦的關鍵材料

銣和銫是極為重要的稀有貴重金屬資源，兩者具有相似的物理性質(zhì)和原子半徑和化學特性，易離子化，在許多應用中可以互換使用，具備優(yōu)異的光電性能、化學活性強，是國家科技、軍事、工業(yè)等領域不可缺少的重要原材料之一。銣銫作為重要的陽離子，是鈣鈦礦電池的ABX3結構中A離子(正一價的陽離子)的完美添加材料，能夠顯著提升鈣鈦礦電池的相關性能。

在當前的應用領域，銣和銫已被添加到鈣鈦礦層中，從而使鈣鈦礦電池的功率轉換效率(PCE)最高可達26.4%。此外，多項研究也表明了銣和銫在鈣鈦礦電池領域的獨特價值。研究表明，銫的摻入可以降低鈣鈦礦層的缺陷密度和電荷復合率;銣的添加導致電荷載流子遷移率增加，使器件效率小幅的提高和電流-電壓滯后效應的降低;通過在四陽離子鈣鈦礦中混合銣和銫，可以實現(xiàn)整合無機陽離子的優(yōu)勢。

銫、銣稀缺性帶動行業(yè)高速發(fā)展

銣銫在鈣鈦礦中具有關鍵作用，但銣銫卻是全球稀缺及難開發(fā)資源。目前沒有發(fā)現(xiàn)獨立礦床, 主要和鋰、鈹、鈮、鉭等稀有金屬或鹽類礦物共伴生。

銫為稀有輕金屬，在地殼中的豐度屬于中等水平。銫榴石為自然界中銫含量最高的礦石，常與鋰云母、鋰輝石和鉭鈮礦物等共生于花崗偉晶巖中，此外鹽鹵水及熱泉中也含有銫，目前偉晶巖型銫礦是唯一經(jīng)濟可采的銫礦資源。 據(jù)USGS，根據(jù)偉晶巖(鋰—銫—銣)礦物含量折合，截至2019 年全球可統(tǒng)計的銫儲量 21.71 萬噸。目前全球可供規(guī)模化開采的銫榴石資源主要集中于三大礦區(qū)，分別是津巴布韋 Bikita 礦區(qū)、加拿大 Tanco 礦區(qū)以及澳大利亞 Sinclair 礦區(qū)。銣也為稀有輕金屬，不存在富銣礦石，銣主要作為銫與鋰的加工副產(chǎn)品回收。在地殼中的豐度高于銫與鋰，主要賦存于花崗偉晶巖、鹵水和鉀鹽礦床中。據(jù) USGS，根據(jù)偉晶巖(鋰—銫—銣)礦物含量折合，截至 2019 年全球可統(tǒng)計的銣儲量 10.2 萬噸。

銫礦目前受到世界各國的重視，已被美國列為關鍵礦種、日本列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)、加拿大列為關鍵礦產(chǎn)。我國銣銫礦品質(zhì)差，短期內(nèi)難以利用。但基于銫銣獨有的特性，我國中資企業(yè)也加強了對銣銫的儲備及發(fā)展。中礦資源(002738.SZ)是全球銫銣鹽精細化工領域的龍頭企業(yè)，是世界最大的銫銣產(chǎn)品生產(chǎn)商，海通證券預計，隨著雅寶退出銫銣市場，公司銫銣板塊預計增速約為50%。此外，亞鉀國際(000893.SZ)作為國內(nèi)鉀鹽資源龍頭，其伴生資源包括銣、銫，其銣的含量高達81mg/L，具備經(jīng)濟開發(fā)價值，有望成為其新的利潤增長點。

銣和銫還是光電池、光電發(fā)射管、電視攝像管和光電倍增管等光電轉換的重要材料，在部分高科技行業(yè)具有不可替代性，是原子鐘、激光技術、輻射探測設備等紅外技術的必需材料。由于其稀缺及難開發(fā)的資源屬性，隨著銣和銫在鈣鈦礦及其他高新技術領域應用進一步拓寬，銫銣價格有望實現(xiàn)大幅提升，未來行業(yè)將處于持續(xù)高景氣周期。

免責聲明：市場有風險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買賣依據(jù)。

關鍵詞：