本報記者 殷高峰

    鈣鈦礦疊層電池的研發再次取得進展。日前，北京理工大學等國內單位科研團隊合作，成功突破鈣鈦礦疊層太陽能電池制備技術難題，并開發出光電轉換效率達32.5%且具有長期運行穩定性的鈣鈦礦疊層太陽能電池。

    在協鑫集團董事長朱共山看來，鈣鈦礦疊層效率的起點，比目前晶硅組件效率的終點都要高，未來十年，鈣鈦礦都將處于黃金時代。

    不過需要注意的是，盡管鈣鈦礦疊層電池有著轉換效率高等優勢，但該電池的商業化還有諸多問題需要克服。

    企業積極布局

    當前太陽能電池主要為晶硅電池，其光電轉換效率在26%左右，目前晶硅電池轉換效率的世界紀錄是隆基綠能創造的27.3%。

    鈣鈦礦疊層電池是一種新型太陽能電池，由晶硅和鈣鈦礦兩種材料組合吸光，相較傳統晶硅電池具有發電成本低、光電轉換效率高的特點。目前鈣鈦礦疊層電池轉換效率的世界紀錄是隆基綠能創造的34.6%。

    目前，光伏電池技術正由P型向N型迭代。“鈣鈦礦電池則被看做未來的新一代電池技術，與現有技術相比擁有明顯的優勢，其原材料取材更加廣泛，生產流程更加簡便，轉換率大幅度提高，應用場景更加廣泛且環保。因此不少光伏企業目前均積極布局鈣鈦礦疊層技術。”萬聯證券投資顧問屈放在接受《證券日報》記者采訪時表示。

    隆基綠能總裁李振國曾公開表示：“鈣鈦礦疊層電池的理論效率極限可達43%，被公認為是突破單結晶硅電池效率極限的主流技術方案。”

    但長期以來，這款新型電池在制備過程中，常出現鈣鈦礦薄膜不均勻和晶體質量差等問題，導致成品出現缺陷，影響光電轉換率和使用壽命。為此，相關企業、高校、科研單位都在積極進行研發突破。

    據北京理工大學前沿交叉科學研究院教授陳棋介紹，該團隊創新提出寬帶隙鈣鈦礦結晶控制策略，在前驅液中添加長鏈烷基胺，促使高質量晶核加速“生長”，抑制低質量晶核“生長”，從而制備出均勻的高質量寬帶隙鈣鈦礦薄膜。

    基于這一創新思路，該團隊分別制備出1平方厘米和25平方厘米的鈣鈦礦疊層電池，對應實現的光電轉換效率為32.5%和29.4%，均優于傳統的晶硅太陽能電池。此外，經過最大功率點跟蹤測試后，樣品展現出長期運行穩定性。

    陳棋表示，該成果為鈣鈦礦疊層太陽能電池發展打下關鍵技術基礎，有望推動其產業化應用，提升光伏發電效能，助力能源綠色低碳轉型。

    “高轉換效率和低制造成本，使鈣鈦礦疊層電池有望成為未來光伏市場的主流技術。特別是在與HJT（異質結）電池結合形成疊層電池方面，具有更大的潛力。”屈放表示。

    市場前景廣闊

    盡管鈣鈦礦電池具有諸多優勢，但在業內看來，其在大規模商業化應用中仍面臨一些挑戰。“低成本規模化生產還存在工藝難度、穩定性等主要難點。”隆基綠能相關負責人對《證券日報》記者表示。

    雖然面臨諸多挑戰，但在業界看來，鈣鈦礦疊層電池在光伏領域的前景仍然廣闊。可以說，盡管面臨材料穩定性和生產工藝等挑戰，但隨著技術的不斷突破和工藝的持續優化，鈣鈦礦疊層電池的市場前景令人期待。據悉，目前，隆基綠能、晶科能源、通威股份、協鑫集團等光伏龍頭都在加碼布局，推動其商業化進程。

    隆基綠能6月19日宣布，其商業化M6尺寸晶硅—鈣鈦礦疊層電池轉換效率已經達到了30.1%，這較此前該技術的世界紀錄提升了1.5%。

    “1.5%是一個相當大幅度的效率提升，這意味著，鈣鈦礦疊層電池的商業化進程在加速。”屈放稱。

    在朱共山給出的時間表中，鈣鈦礦疊層量產轉換效率將在2024年實現突破，2025年鈣鈦礦疊層組件產能將陸續放量，2026年實現大規模制造，2027年疊層產能迎來大爆發，并以巨大的后發優勢“頂點起跳”，用10多年時間完成晶硅電池50年的技術演進之路。

    “光伏行業是一個以成本為導向的行業，降本增效是發展核心，而持續提升光伏電池的轉換效率是降低整個光伏發電成本的有效舉措。一旦這種高效率的電池技術真正實現量產，將促進光伏發電成本大幅下降，對于推動我國乃至全球光伏市場的增長都有幫助，而光伏市場的增長也會帶動整個能源變革和能源轉型。”中國光伏行業協會副秘書長江華表示。