財(cái)聯(lián)社12月15日訊（記者 趙子祥）作為一項(xiàng)從0到1的工作，鈣鈦礦電池技術(shù)研發(fā)仍在穩(wěn)步推進(jìn)，憑借更短的生產(chǎn)流程、更佳的材料可獲得性以及頻頻刷新的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率，其潛力已經(jīng)被越來(lái)越多的人所認(rèn)可，不過(guò)作為下一代光伏電池的“頭號(hào)種子”，鈣鈦礦何時(shí)能夠邁入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，何時(shí)能夠成為應(yīng)用主流，仍有一些問(wèn)題有待解決。

在12月14日舉辦的2023年光伏行業(yè)年度大會(huì)上，極電光能總裁于振瑞表示，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化還需兩大關(guān)鍵技術(shù)的突破，一是大面積下的效率提升，二是達(dá)成并驗(yàn)證25年壽命。同時(shí)多位從業(yè)人員均表示，鈣鈦礦要想徹底超越其他路線，其競(jìng)爭(zhēng)力的建立在于何時(shí)突破“效率門檻”，并且要兼顧效率和穩(wěn)定性，做到“穩(wěn)效協(xié)同”，進(jìn)一步地，如何探索出一條適合產(chǎn)業(yè)化的經(jīng)濟(jì)高效工藝路線同樣重要。

追求“穩(wěn)效協(xié)同”技術(shù)推進(jìn)

“對(duì)于鈣鈦礦的轉(zhuǎn)換效率，無(wú)論是小面積還是大面積，我覺(jué)得都不需要擔(dān)心，無(wú)非是我們要慢慢等實(shí)驗(yàn)室里各項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)線上。”談及鈣鈦礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，杭州纖納光電科技有限公司CEO姚冀眾表示。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是利用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料作為吸光材料的太陽(yáng)能電池，屬于第三代薄膜電池的代表，包括純鈣鈦礦電池和鈣鈦礦疊層電池兩種類型。

相比于晶硅電池，鈣鈦礦電池具有極限轉(zhuǎn)換效率高、生產(chǎn)成本低、制備工藝簡(jiǎn)單、高柔性等優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于光伏發(fā)電、LED等領(lǐng)域，發(fā)展前景廣闊。理論極限上，單結(jié)鈣鈦礦電池理論最高轉(zhuǎn)換效率要高于晶體硅太陽(yáng)能電池達(dá)到31%，且價(jià)格為晶體硅的一半，而多結(jié)電池理論效率達(dá)45%。

隨著晶硅技術(shù)瓶頸的愈發(fā)顯現(xiàn)，鈣鈦礦電池技術(shù)備受關(guān)注，目前全球有4000+家機(jī)構(gòu)，100多個(gè)國(guó)家都參與到鈣鈦礦的技術(shù)研發(fā)中來(lái)。其中國(guó)內(nèi)就有包括三峽集團(tuán)、纖納光電、協(xié)鑫光電、極電光能、眾能光電、萬(wàn)度光能、致晶科技等企業(yè)一直在進(jìn)行各項(xiàng)研發(fā)測(cè)試。

不過(guò)，由于鈣鈦礦及電池器件各材料穩(wěn)定性存在先天缺陷，各層材料之間的接觸面對(duì)器件性能容易造成影響，從而造成組件在運(yùn)行過(guò)程中壽命衰減。因此目前鈣鈦礦電池還處在一個(gè)從“小面積電池”到“大面積組件”慢慢進(jìn)化的過(guò)程。

在構(gòu)建鈣鈦礦電池成本、效率和壽命的三角中，成本和效率優(yōu)勢(shì)較為突出，延長(zhǎng)使用壽命幾乎是所有科研團(tuán)隊(duì)的主攻方向。不過(guò)有業(yè)內(nèi)人士表示，在此過(guò)程中，部分研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)“摻水”行為偶有發(fā)生。

姚冀眾表示，不管是學(xué)術(shù)界還是產(chǎn)業(yè)鏈上，從業(yè)人士不能自欺欺人，追求的應(yīng)當(dāng)是二者兼顧（效率和穩(wěn)定性），并且實(shí)現(xiàn)的路徑也要做到可重復(fù)性。

產(chǎn)業(yè)化腳步正在靠近

對(duì)于鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的焦點(diǎn)問(wèn)題，于振瑞表示，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化要求實(shí)現(xiàn)平方米級(jí)別以上高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的高可靠沉積、其中涂布法制備鈣鈦礦的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)研究很關(guān)鍵，而溶劑、添加劑工程是獲得大晶粒、高覆蓋度的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的關(guān)鍵技術(shù)。

好消息是，隨著更多資源和研發(fā)力量的投入，橫亙?cè)阝}鈦礦產(chǎn)業(yè)化路上的一些焦點(diǎn)問(wèn)題有了越來(lái)越多的解法。

例如，于振瑞在介紹鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問(wèn)題與解決方案時(shí)就表示，目前進(jìn)一步提升鈣鈦礦電池效率和穩(wěn)定性的策略，包括但不限于MA-free的組分優(yōu)化、溶劑工程控制可遷移離子濃度、晶界鈍化、阻斷離子遷移通道以及膜層間的應(yīng)力管理等。

而極電光能曾于12月5日宣布，經(jīng)國(guó)際權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)JET認(rèn)證，極電光能研發(fā)的810.1cm2大尺寸鈣鈦礦組件穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到19.5%。成為該公司繼今年6月以18.6%穩(wěn)態(tài)效率打破日本松下保持3年之久的世界紀(jì)錄之后，再次刷新最大尺寸鈣鈦礦組件效率紀(jì)錄。

與此同時(shí)，12月14日，協(xié)鑫光電也發(fā)布消息稱，其推出的369mm×555mm鈣鈦礦疊層組件光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.34%，由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院進(jìn)行權(quán)威認(rèn)證并出具正式測(cè)試報(bào)告。

該疊層組件較協(xié)鑫光電此前宣布的279mm×370mm鈣鈦礦疊層組件面積擴(kuò)大一倍。

廣東脈絡(luò)能源科技有限公司工藝總監(jiān)張翠苓表示，針對(duì)大面積組件的制備工藝，一方面要關(guān)注鈣鈦礦成膜從小到大過(guò)程中的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)調(diào)控問(wèn)題，另一方面則要關(guān)注鈣鈦礦集成過(guò)程中的高質(zhì)量互聯(lián)，而針對(duì)不同方案的有效性，公司也在開(kāi)發(fā)各種改善策略，部分嘗試取得了積極效果。

“鈣鈦礦光伏作為一項(xiàng)新技術(shù)，還需要不斷的工藝優(yōu)化、工程檢驗(yàn)，而隨著技術(shù)漸趨成熟，產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化的腳步會(huì)越來(lái)越近?！比A能清能院光伏技術(shù)部副主任趙志國(guó)在研討會(huì)上表示，“未來(lái)鈣鈦礦光伏技術(shù)和晶硅光伏技術(shù)會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期共存，或相互結(jié)合或相互補(bǔ)充，而鈣鈦礦在某些細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)中可能率先進(jìn)行工程化應(yīng)用。”