鈣鈦礦企業(yè)近期動(dòng)態(tài)與行業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)

鈣鈦礦電池的困境與機(jī)遇

鈣鈦礦太陽能電池作為下一代光伏技術(shù)的“希望之星”，備受業(yè)界關(guān)注。它擁有諸多顯著優(yōu)勢(shì)，其實(shí)驗(yàn)室效率可達(dá)26%，已接近晶硅電池的極限；潛在成本僅為1元/瓦，只有晶硅電池的1/3；而且還具備可柔性化的特點(diǎn)。這些優(yōu)勢(shì)使得鈣鈦礦電池在光伏領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力，可廣泛應(yīng)用于建筑一體化（BIPV）、分布式光伏等領(lǐng)域。 然而，鈣鈦礦電池也存在致命短板，即穩(wěn)定性不足，這長(zhǎng)期阻礙了其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。在陽光、濕度、高溫的持續(xù)影響下，鈣鈦礦材料會(huì)發(fā)生不可逆的晶體結(jié)構(gòu)坍塌。此前多數(shù)鈣鈦礦電池在1000小時(shí)內(nèi)效率衰減超20%，甚至有企業(yè)實(shí)測(cè)戶外組件半年內(nèi)失效。這導(dǎo)致其難以通過國際通行的IEC61215光伏組件耐久性測(cè)試，使得產(chǎn)業(yè)化難以大規(guī)模推行。

中國科研突破為產(chǎn)業(yè)帶來曙光

3月7日，華東理工大學(xué)的一項(xiàng)研究成功破解了鈣鈦礦電池穩(wěn)定性不足的難題，相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《科學(xué)》上。科研團(tuán)隊(duì)成功找到延長(zhǎng)鈣鈦礦太陽能電池壽命的關(guān)鍵方法。研究發(fā)現(xiàn)，鈣鈦礦材料作為光伏電池的關(guān)鍵組分，表現(xiàn)出典型的軟晶格特性，在水氧、光照、高溫和電場(chǎng)等環(huán)境因素作用下，容易發(fā)生化學(xué)分解及結(jié)構(gòu)退化，導(dǎo)致器件效率大幅下降。通俗來講，鈣鈦礦材料在陽光照射下會(huì)像氣球一樣反復(fù)膨脹收縮，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)“內(nèi)傷”破裂。 華東理工大學(xué)材料學(xué)院清潔能源材料與器件團(tuán)隊(duì)還揭示了鈣鈦礦光伏不穩(wěn)定性的關(guān)鍵機(jī)制，并提出了一種全新的解決方案——石墨烯 - 聚合物機(jī)械增強(qiáng)鈣鈦礦材料。該團(tuán)隊(duì)制備的太陽能電池在模擬日常使用的強(qiáng)光高溫環(huán)境下，持續(xù)工作3670小時(shí)后，仍能保持97%的發(fā)電效率。這一成果不僅為鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性問題提供了有效的解決方案，也為大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

光因科技刷新全鈣鈦礦疊層電池世界紀(jì)錄

近日，經(jīng)國家光伏質(zhì)檢中心權(quán)威認(rèn)證，光因科技研發(fā)的全鈣鈦礦疊層太陽能電池在測(cè)試中實(shí)現(xiàn)31.27%的光電轉(zhuǎn)換效率，刷新了其在2025年2月創(chuàng)造的30.58%的世界紀(jì)錄，在全鈣鈦礦疊層技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)領(lǐng)跑全球。這一成果遠(yuǎn)超晶硅電池29.43%的理論極限，標(biāo)志著全鈣鈦礦疊層技術(shù)正式邁入“31%+”的高效時(shí)代，為產(chǎn)業(yè)打開了全新的想象空間。 過去三年間，光因科技已連續(xù)14次刷新鈣鈦礦光伏電池世界紀(jì)錄，其中3次刷新全鈣鈦礦疊層電池效率紀(jì)錄，從2024年5月以29.34%的效率打破當(dāng)時(shí)世界紀(jì)錄，到如今的31.27%，不到一年時(shí)間效率提升幅度近2個(gè)百分點(diǎn)，迭代增速遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平，處于絕對(duì)領(lǐng)先地位。光因科技構(gòu)建的“單結(jié)筑基，疊層突破”的雙軌研發(fā)戰(zhàn)略是其取得成功的關(guān)鍵。該戰(zhàn)略核心在于將鈣鈦礦單結(jié)電池做到極致，為全鈣疊層電池的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。在單結(jié)電池領(lǐng)域，光因科技已經(jīng)構(gòu)建了完整的技術(shù)矩陣，在鈣鈦礦單結(jié)電池的效率和穩(wěn)定性方面取得了顯著成就。在全鈣疊層電池技術(shù)方面，光因科技解決了復(fù)雜的材料配方體系優(yōu)化問題，通過優(yōu)化材料配方、改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)和精細(xì)化制備工藝，成功攻克了諸多技術(shù)難題。

大尺寸鈣鈦礦/晶體硅疊層電池組件取得重大突破

3月23日，一家知名光伏企業(yè)所屬的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的大尺寸鈣鈦礦/晶體硅兩端疊層電池組件（面積為3.1平方米）通過了權(quán)威國際認(rèn)證機(jī)構(gòu)的測(cè)試，其峰值功率達(dá)到808瓦，成為全球首款功率突破800瓦的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸光伏組件，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。3月24日，天合光能的光伏科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也宣布，其研發(fā)的210大尺寸鈣鈦礦/晶體硅兩端疊層電池組件（面積3.1㎡），經(jīng)過TüV南德意志集團(tuán)（TüV SüD）測(cè)試實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證，峰值功率達(dá)808W，成為全球首塊功率突破800W門檻的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸光伏組件產(chǎn)品，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。 隨著晶體硅電池效率提升逐漸接近極限，開發(fā)更高效率的疊層電池已成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。鈣鈦礦疊層技術(shù)能夠突破單結(jié)電池的物理效率極限，理論效率可達(dá)43%。這一技術(shù)被認(rèn)為是下一代光伏技術(shù)的重要發(fā)展方向，將推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)從“硅基電池”邁向“疊層電池”的歷史性跨越。該知名光伏企業(yè)自2014年起開始布局鈣鈦礦疊層技術(shù)領(lǐng)域，與多所高校及科研機(jī)構(gòu)展開深度合作，共同承擔(dān)了江蘇省科技支撐項(xiàng)目。2019年，該企業(yè)還參與了國家重點(diǎn)項(xiàng)目——“鈣鈦礦/晶體硅兩端疊層太陽電池的設(shè)計(jì)、制備和機(jī)理研究”。截至目前，該企業(yè)在鈣鈦礦疊層技術(shù)領(lǐng)域已累計(jì)申請(qǐng)專利331件，通過鈣鈦礦體相摻雜、界面處理及復(fù)合層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方式，顯著提升了鈣鈦礦/晶體硅疊層電池的轉(zhuǎn)換效率。

企業(yè)積極布局鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈

出于對(duì)鈣鈦礦光伏電池前景的看好，多家上市公司已積極布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。全國人大代表、金晶集團(tuán)董事長(zhǎng)王剛表示，鈣鈦礦電池的柔性化、弱光發(fā)電特性使其可廣泛應(yīng)用于建筑一體化（BIPV）、分布式光伏等領(lǐng)域，將其納入國家和省級(jí)“十五五”規(guī)劃，對(duì)于鞏固我國在全球綠色能源產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)權(quán)具有重要意義。越來越多的企業(yè)意識(shí)到鈣鈦礦電池的巨大潛力，紛紛加大在研發(fā)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的投入，試圖在這一新興領(lǐng)域占據(jù)一席之地。

鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展展望

隨著華東理工大學(xué)在鈣鈦礦電池穩(wěn)定性方面的技術(shù)突破，以及光因科技、相關(guān)知名企業(yè)在電池效率和組件功率等方面取得的優(yōu)異成績(jī)，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。在未來，鈣鈦礦電池有望憑借其高轉(zhuǎn)化效率、低成本和輕量化等優(yōu)勢(shì)，逐步擴(kuò)大市場(chǎng)份額，成為光伏產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。 然而，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，盡管穩(wěn)定性問題得到了一定程度的解決，但在大規(guī)模生產(chǎn)過程中，如何保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性仍是一個(gè)亟待解決的問題。此外，鈣鈦礦電池的回收和環(huán)保問題也需要引起足夠的重視。 總體而言，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)前景廣闊，但需要企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和政府等各方共同努力，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、完善產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、推動(dòng)市場(chǎng)應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。