鈣鈦礦技術(shù)成熟度驗證進展與成果

引言

在全球綠色能源轉(zhuǎn)型的大浪潮中，鈣鈦礦技術(shù)猶如一顆閃耀的新星，為太陽能領(lǐng)域帶來了新的希望與活力。鈣鈦礦材料憑借其優(yōu)異的光電性能、相對低廉的生產(chǎn)成本以及在制造過程中較少的資源消耗等顯著優(yōu)勢，成為了眾多科研團隊和企業(yè)競相研究與開發(fā)的焦點。然而，一項新技術(shù)從實驗室走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要經(jīng)過嚴格的技術(shù)成熟度驗證。本文將圍繞鈣鈦礦技術(shù)成熟度驗證展開探討，深入分析當(dāng)前取得的成果以及面臨的挑戰(zhàn)。

鈣鈦礦技術(shù)概述

鈣鈦礦材料具有獨特的晶體結(jié)構(gòu)，這賦予了它優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能。與傳統(tǒng)的硅基太陽能電池相比，鈣鈦礦組件在制造過程中的資源消耗更少，且具有更高的柔韌性和輕便性。這使得鈣鈦礦材料在城市建筑、交通工具及便攜式設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了不可限量的市場潛力。鈣鈦礦太陽能電池的生產(chǎn)流程相對簡單，反應(yīng)靈活性高，適應(yīng)性強，這些特點為其大規(guī)模量產(chǎn)提供了一定的優(yōu)勢。但是，鈣鈦礦光伏電池也面臨著一些問題，例如器件的不穩(wěn)定性一直是限制其產(chǎn)業(yè)化的首要難題。不過，隨著科研人員的不斷努力，在解決這些問題方面已經(jīng)取得了一定的進展。

權(quán)威認證彰顯技術(shù)成熟度

極電光能獲CQC權(quán)威認證

近日，極電光能0.72m2鈣鈦礦組件取得了中國質(zhì)量認證中心（CQC）的權(quán)威認證。CQC認證是中國最具公信力的產(chǎn)品質(zhì)量認證之一，以嚴苛的質(zhì)量保證能力審核著稱，尤其注重企業(yè)從研發(fā)到量產(chǎn)全流程的質(zhì)量管控能力。極電光能通過認證，彰顯了公司成熟的產(chǎn)線運營能力，其生產(chǎn)體系、質(zhì)量管控能力及產(chǎn)品性能均達到行業(yè)領(lǐng)先水平。這一認證不僅驗證了其產(chǎn)品在光電轉(zhuǎn)換效率、長期穩(wěn)定性等核心指標(biāo)上的卓越表現(xiàn)，更凸顯了公司從實驗室到工廠的產(chǎn)業(yè)化能力。通過構(gòu)建標(biāo)準化生產(chǎn)體系、智能化制造工藝和全流程質(zhì)量監(jiān)控，極電光能確保每一塊量產(chǎn)組件與認證樣品性能一致，為終端用戶提供了高可靠性、高性價比的綠色能源解決方案。在高標(biāo)準、體系化的產(chǎn)線運營下，極電光能150MW鈣鈦礦組件中試線成果斐然，其0.72m2的商業(yè)級組件多次刷新全球效率紀錄，并在多氣候下的戶外實證電站，以及多場景的商業(yè)化項目上均展現(xiàn)出較好的發(fā)電性能，持續(xù)展現(xiàn)了極電光能鈣鈦礦技術(shù)路線的領(lǐng)先性與產(chǎn)品性能的全球競爭力。

中核光電獲TüV認證

3月12日，中核光電科技（上海）有限公司的剛性單結(jié)鈣鈦礦組件在全球權(quán)威檢測機構(gòu)TüV的認證下，效率高達19.7%。其1.2×0.65m2鈣鈦礦組件在標(biāo)準測試條件（STC）下的認證效率達到了行業(yè)領(lǐng)先水平（正掃19.42%、反掃19.7%）。這一成果不僅彰顯了中核光電在太陽能領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，也標(biāo)志著鈣鈦礦技術(shù)進入了一個新的成熟階段。為了實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，中核光電采取了低成本材料和量產(chǎn)工藝，這是一項極具前瞻性的戰(zhàn)略。傳統(tǒng)硅太陽能電池的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高昂，而鈣鈦礦太陽能電池的生產(chǎn)流程更加簡單，反應(yīng)靈活性高，適應(yīng)性強，為未來的量產(chǎn)鋪平了道路。中核光電計劃在2025年二季度建成投產(chǎn)1.2×1.6m2全自動量產(chǎn)線，未來將進一步專注于可交付的量產(chǎn)工藝研發(fā)及組件生產(chǎn)制造。

光電轉(zhuǎn)換效率的突破

光因科技全鈣鈦礦疊層電池創(chuàng)紀錄

近日，經(jīng)國家光伏質(zhì)檢中心權(quán)威認證，光因科技研發(fā)的全鈣鈦礦疊層太陽能電池在測試中實現(xiàn)31.27%的光電轉(zhuǎn)換效率，刷新了光因科技在2025年2月創(chuàng)造的30.58%的世界紀錄，在全鈣鈦礦疊層技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)領(lǐng)跑全球。這一成果不僅遠超晶硅電池29.43%的理論極限，更標(biāo)志著全鈣鈦礦疊層技術(shù)正式邁入“31%+”的高效時代，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記錄，其中3次刷新全鈣鈦礦疊層電池效率紀錄，從2024年5月以29.34%的效率打破當(dāng)時世界紀錄，一舉躍升至如今的31.27%，不到一年時間效率提升幅度近2個百分點，迭代增速遠超行業(yè)平均水平，處于絕對領(lǐng)先地位。技術(shù)急速迭代的背后，是光因科技構(gòu)建的“單結(jié)筑基，疊層突破”的雙軌研發(fā)戰(zhàn)略。這一戰(zhàn)略的核心在于，只有將鈣鈦礦單結(jié)電池做到極致，才能為全鈣疊層電池的發(fā)展提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。全鈣疊層技術(shù)的突破，本質(zhì)上是單結(jié)技術(shù)成熟度的外顯。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。通過持續(xù)的研發(fā)投入和技術(shù)創(chuàng)新，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。

穩(wěn)定性問題的解決進展

華東理工大學(xué)的研究成果

華東理工大學(xué)材料學(xué)院清潔能源材料與器件團隊在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項關(guān)于鈣鈦礦光伏電池穩(wěn)定性的最新研究成果。他們揭示了鈣鈦礦光伏不穩(wěn)定性的關(guān)鍵機制——光機械誘導(dǎo)分解效應(yīng)，并提出了一種全新的解決方案——石墨烯 - 聚合物機械增強鈣鈦礦材料。該團隊制備的太陽能電池在模擬日常使用的強光高溫環(huán)境下，持續(xù)工作3670小時后，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)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

中國電子科技大學(xué)的突破

由中國電子科技大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的全球研究團隊在鈣鈦礦太陽能技術(shù)方面取得了突破。通過將吡咯二唑（PZ）添加到碘化甲脒（FAI）基鈣鈦礦薄膜中，研究人員提高了鈣鈦礦層的穩(wěn)定性，并實現(xiàn)了在空氣中使用槽模涂層的大規(guī)模生產(chǎn)。PZ添加劑在結(jié)晶過程中對碘化鉛（PbI2）和FAI的穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用。研究人員發(fā)現(xiàn)PZ與PbI2形成強劉易斯酸堿對，與FAI形成氫鍵。這種相互作用減少了膠體聚集，改善了薄膜的均勻性并防止了缺陷。該團隊開發(fā)的多層太陽能電池結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了20.3%的認證效率，并且提高了電池的耐用性。

產(chǎn)業(yè)化前景與挑戰(zhàn)

產(chǎn)業(yè)化前景廣闊

隨著鈣鈦礦技術(shù)在效率和穩(wěn)定性方面不斷取得突破，其產(chǎn)業(yè)化前景愈發(fā)廣闊。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。在全球推動“雙碳”戰(zhàn)略的背景下，清潔能源的需求將持續(xù)增長，鈣鈦礦技術(shù)有望在未來的能源市場中占據(jù)重要地位。例如，中核光電計劃在2025年二季度建成投產(chǎn)1.2×1.6m2全自動量產(chǎn)線，這將進一步推動鈣鈦礦組件的大規(guī)模生產(chǎn)。極電光能的0.72m2鈣鈦礦組件在多氣候下的戶外實證電站以及多場景的商業(yè)化項目上的良好表現(xiàn)，也為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了有力的支持。

面臨的挑戰(zhàn)

盡管鈣鈦礦技術(shù)取得了顯著的進展，但要實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先，鈣鈦礦材料的長期穩(wěn)定性還需要進一步提高，雖然已經(jīng)有了一些解決方案，但在實際應(yīng)用中的長期效果還需要進一步驗證。其次，鈣鈦礦電池的大規(guī)模生產(chǎn)工藝還需要不斷優(yōu)化，以確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。此外，市場對鈣鈦礦產(chǎn)品的認知度和接受度也需要進一步提高，相關(guān)的標(biāo)準和規(guī)范也需要進一步完善。

結(jié)論

綜上所述，鈣鈦礦技術(shù)在技術(shù)成熟度驗證方面已經(jīng)取得了令人矚目的成果。通過權(quán)威認證、光電轉(zhuǎn)換效率的突破以及穩(wěn)定性問題的解決進展，都充分展示了鈣鈦礦技術(shù)的巨大潛力和發(fā)展前景。然而，要實現(xiàn)鈣鈦礦技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還需要科研人員、企業(yè)和政府等各方共同努力，克服面臨的挑戰(zhàn)。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和市場的逐漸成熟，鈣鈦礦技術(shù)有望在全球綠色能源領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。