“從2023年開始，鈣鈦礦電池技術也將正式步入量產元年，在跨越量產這道最主要的門檻之后，鈣鈦礦將闊步邁向實證應用的新紀元。”5月23日，第十六屆（2023）國際太陽能光伏與智慧能源（上海）大會上，協鑫（集團）控股有限公司董事長朱共山在開幕式上發表《大變局時代的新能源生態躍遷圖》的主題演講，說今年將會有鈣鈦礦電池的量產。
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對于光伏行業來說，鈣鈦礦電池的量產絕不是一件小事。所謂鈣鈦礦型太陽能電池（perovskite solar cells），是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，完全不同于目前的晶硅太陽能電池。根據中信建投發布的研報，鈣鈦礦電池理論值與實驗室效率均已超過晶硅表現，鈣鈦礦電池/組件生產過程與晶硅大不同，更具經濟性。
“如果鈣鈦礦電池真的開始取代晶硅電池，那行業將面臨新一輪的洗牌。但是，鈣鈦礦電池目前為止還是存在一些問題沒有突破。我們還是要看他（朱共山）說得量產怎么定義，如果說這個量產是100MW級別的，那也是量產，但還不足以現在就顛覆行業。但如果這個量產已經進入GW級別了，那就不一樣了。”江蘇某組件企業的高管對《華夏時報》記者說。
鈣鈦礦電池今年量產？
鈣鈦礦型太陽能電池完全不同于目前的晶硅太陽能電池。據中信建投發布的研報，鈣鈦礦電池具有效率和成本兩大優勢：第一，鈣鈦礦電池理論值與實驗室效率均已超過晶硅表現。理論上，單結鈣鈦礦光電轉化效率可達33%，疊層可達44%以上；實驗室來看，單結鈣鈦礦電池的光電轉化效率已達25.6%，鈣鈦礦－硅疊層電池已達31.3%，6月全鈣鈦礦疊層電池效率已達28%。而晶體硅太陽能電池光電轉化的理論極限效率為29.43%，實驗室效率停留在26.7%；第二，鈣鈦礦電池/組件生產過程與晶硅大不同，更具經濟性。不同于晶硅路線要經歷硅料、硅片、電池片、組件四個環節方可制備晶硅組件，鈣鈦礦組件制備僅需單一工廠，且生產過程耗時較晶硅大幅縮短，能耗也大為降低，鈣鈦礦材料成本占比極低。
由于這些優點，已經有多家上市公司布局鈣鈦礦。據《華夏時報》記者不完全統計，除了協鑫以外，目前已有約20家上市公司展現了對鈣鈦礦的興趣，其中包括寧德時代。早在去年，寧德時代就表示正在搭建100MW中試線，目標尺寸1.2mx0.6m。協鑫科技2021年就下線了尺寸為1mx2m的全球最大尺寸鈣鈦礦組件。杭蕭鋼構也曾在互動平臺上稱，子公司合特光電投產首條晶硅薄膜+鈣鈦礦疊層電池中試線，目標轉化效率為28%以上。此外，隆基綠能、天合光能、晶科能源、東方日升、通威股份、中來股份等光伏行業龍頭企業均公開表示，已有設立專門團隊展開對相關技術的研究。
從具體的推進進度來看，協鑫無疑是目前進度最快的公司之一。“從小面積到大尺寸、高效率，從實驗室到生產線、產業化，從單結到與晶硅疊加，目前轉換效率已經達到30%以上，即將開啟一個巨大的光電應用新空間。鈣鈦礦將出現在柔性可穿戴電子設備、輕量化便攜發電裝置、汽車、光伏玻璃建筑一體化、電腦、手機等消費終端，近距離嵌入人們的衣食住行用之中。”朱共山在大會上如是表態。
技術難題解決了嗎？
不過，對于鈣鈦礦電池是否將開始引發光伏行業洗牌，市場仍有不同意見。
東方財富證券曾發布研報，總結鈣鈦礦電池技術五點不足之處：第一，尺寸小。轉換效率較高的鈣鈦礦電池其尺寸均為實驗室級別，未達到商業化尺寸；第二，穩定性差。氧氣氧化、光輻照、紫外線等都會對鈣鈦礦電池穩定性產生顯著影響；第三，壽命相對較短。目前，鈣鈦礦電池壽命不長，其最高壽命為3000小時，但晶硅電池壽命為25年；第四，原料毒性。鈣鈦礦電池原料中含鉛元素，具有毒性，可能對環境造成一定的污染；第五，涂覆技術不成熟。鈣鈦礦層沒法均勻涂抹在設備表面，對器件性能有明顯負面影響，需要開發更好的噴涂工藝。正是由于這些缺點，市場對鈣鈦礦的商業化前景仍有爭議。
“我們還是要看他（朱共山）說的量產怎么定義，如果說這個量產是100MW級別的，那也是量產，但還不足以現在就顛覆行業。但如果這個量產已經進入GW級別了，那就不一樣了。”江蘇某光伏組件企業的高管如是對《華夏時報》記者表示。
他認為，理論上的數據和實驗室里的數據，很多時候和實際跑出來的數據差別很大。而且即便技術真的很優越，也要看整個供應鏈的環境和配套。他堅持認為，三到五年內鈣鈦礦電池并不會有明確的商業空間。
“光伏行業的技術升級迭代更新比較快，也存在著不同技術路線問題，目前鈣鈦礦電池的穩定性、大尺寸等問題有待攻關，鈣鈦礦技術更多的還是做新型電池疊層工藝，單純的鈣鈦礦電池產業化之路也是處于萌芽狀態。基于全球鈣鈦礦技術的科研人員比較多，一是學術研究發展的需要；二是技術起步比較容易、工藝突破比較難，完全實現產業化規模化發展還是有路要走。目前階段的鈣鈦礦電池技術更多的是給晶硅電池技術的賦能，增加鈣鈦礦技術的HJT異質結疊層電池應該是技術融合的最佳突破路徑，達到30%光電轉換效率的可能性比較大，這是單純的晶硅技術電池無法觸及的，需要鈣鈦礦技術的賦能加持下的合力作用。鈣鈦礦電池雖然投資成本低、轉換效率潛力也高，但是其衰減快、壽命短問題、難以實現大尺寸等一系列問題都需要不斷地解決和提升，才能具有大范圍商業化推廣的條件。”金辰股份常務副總裁祁海珅認為，把鈣鈦礦技術與晶硅技術結合的HJT異質結疊層電池或許是更有可能在短期見到效果的路線。
“GW級肯定是我們的目標，但從今年來說，我們最關鍵的還是實現18%以上的轉化效率。”協鑫科技相關人士告訴《華夏時報》記者。
據該人士介紹，18%的轉化效率對鈣鈦礦產業化來說意義重大。目前市面上1m×2m的晶硅組件實際效率為20%左右，因與晶硅組件的電路結構不同，同等效率的鈣鈦礦組件發電量平均比晶硅高5%。如果協鑫光電100MW產線能夠量產18%的大尺寸組件，結合鈣鈦礦組件更低的制造成本，公司的鈣鈦礦組件即可在光伏市場具備相當的競爭優勢。
（文章來源：華夏時報）
