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8月18日，科技部等九部門(mén)印發(fā)《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》，提出研發(fā)高效硅基光伏電池、高效穩(wěn)定鈣鈦礦電池等技術(shù)，再次將鈣鈦礦這一新技術(shù)推至聚光燈下。

作為光伏材料的鈣鈦礦，實(shí)際是指與鈣鈦礦(CaTiO3)晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)似的一大類(lèi)化合物。因其更高的理論效率、更低的可期成本，而被視為下一代光伏路線可能選擇的“終極答案”。

【資料圖】

從“無(wú)名之輩”到“明日之星”

鈣鈦礦，這個(gè)有點(diǎn)拗口的名字在2022年的資本市場(chǎng)聲名鵲起。以10年時(shí)間，走完晶硅半個(gè)世紀(jì)發(fā)展之路。當(dāng)2013年美國(guó)《科學(xué)》雜志將鈣鈦礦評(píng)為年度十大科學(xué)突破，在彼時(shí)仍由晶硅完全“統(tǒng)治”的光伏世界中，鈣鈦礦還在實(shí)驗(yàn)室里力證自己在光電效應(yīng)上的巨大潛力。

從“無(wú)名之輩”到“明日之星”，鈣鈦礦的轉(zhuǎn)化效率也從最初的3．8％，躍升至如今鈣鈦礦-疊層電池31．3％的最新理論數(shù)據(jù)。這段“成名”之旅，始終伴隨著鈣鈦礦技術(shù)上限的不斷突破和產(chǎn)業(yè)化的逐步落地。

鈣鈦礦電池優(yōu)勢(shì)明顯

硅料一直被認(rèn)為是光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原材料，業(yè)內(nèi)也一直有著“得硅料者得天下”的說(shuō)法，以硅料為基礎(chǔ)，得到的就是傳統(tǒng)晶硅電池，目前的TOPCon電池、異質(zhì)結(jié)(HJT／HIT)電池均屬于傳統(tǒng)晶硅電池，為第二代光伏電池技術(shù)。

鈣鈦礦電池則是第三代非硅薄膜電池的代表，對(duì)比第二代，鈣鈦礦電池的優(yōu)勢(shì)極為明顯，具體表現(xiàn)為高轉(zhuǎn)換效率、低成本。

首先，眼下上游硅料價(jià)格持續(xù)上揚(yáng)，導(dǎo)致晶硅電池的生產(chǎn)成本不斷攀升，而與之相較，由于鈣鈦礦電池的制作過(guò)程不需要硅料，制作金屬鹵化物鈣鈦礦所需的原材料價(jià)格較低，更具成本優(yōu)勢(shì)。

其次，鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率極高。根據(jù)協(xié)鑫納米測(cè)算，鈣鈦礦太陽(yáng)能(9．130， -0．20， -2．14％)電池作為第三代太陽(yáng)能電池，具有高效率特點(diǎn)，單結(jié)鈣鈦礦電池理論最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)31％，多結(jié)理論效率超過(guò)50％，遠(yuǎn)高于晶硅的29．4％。

此外，鈣鈦礦電池應(yīng)用前景更廣闊。由于高轉(zhuǎn)化率和低成本優(yōu)勢(shì)，鈣鈦礦電池適用于大型電站等場(chǎng)景。同時(shí)因其輕薄、柔性和可定制的特性，一旦突破了關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，未來(lái)有望廣泛適用于光伏建筑一體化、電子消費(fèi)產(chǎn)品、傳感器、布料等多種場(chǎng)景。鈣鈦礦及其疊層電池有可能替代和補(bǔ)充晶硅產(chǎn)品，獲得可觀的市場(chǎng)份額。

多家企業(yè)開(kāi)始布局

京山輕機(jī)(000821．SZ)、捷佳偉創(chuàng)(300724．SZ)、杰普特(688025．SH)、帝爾激光(300776．SZ)、隆基綠能(601012．SH)、協(xié)鑫集團(tuán)等20余家企業(yè)在鈣鈦礦電池技術(shù)上已經(jīng)開(kāi)始提早布局。

京山輕機(jī)：6月15日盤(pán)中官微消息，子公司鈣鈦礦電池裝備團(tuán)簇型多腔式蒸鍍?cè)O(shè)備已經(jīng)量產(chǎn)并成功應(yīng)用于多個(gè)客戶端；子公司綁定協(xié)鑫納米(國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的團(tuán)隊(duì))

杰普特：公司為大正微納(國(guó)內(nèi)柔性鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池精密制造領(lǐng)軍企業(yè))定制的全球首套柔性鈣鈦礦膜切設(shè)備。

金風(fēng)科技：2019年公司投資了Oxford PV的D輪融資，Oxford PV的鈣鈦礦技術(shù)歐洲領(lǐng)先。

捷佳偉創(chuàng)：5月16日，RPD設(shè)備也在向鈣鈦礦、LED等領(lǐng)域拓展，取得了鈣鈦礦中試線訂單。

西子潔能：21年12月23日，公司表示參投(10％)的杭州眾能光電，在鈣鈦礦裝備制造方面目前處于國(guó)內(nèi)第一，國(guó)際領(lǐng)先地位。

拓日新能：鈣鈦礦項(xiàng)目正處于設(shè)備試驗(yàn)測(cè)試階段。目前主要方向?yàn)殡s化鈣鈦礦光電探測(cè)器，是與北大共同研發(fā)推進(jìn)。

聆達(dá)股份：子公司擬建設(shè)鈣鈦礦電池項(xiàng)目。

協(xié)鑫能科：鈣鈦礦是協(xié)鑫集團(tuán)旗下其他板塊業(yè)務(wù)。

東方日升：6月8日，公司表示有一-只團(tuán)隊(duì)主攻鈣鈦礦技術(shù)的研究，目前研究成果處于保密階段。

鈣鈦礦光伏發(fā)展現(xiàn)狀

業(yè)內(nèi)人士表示，國(guó)內(nèi)目前主要的鈣鈦礦鏈上的優(yōu)勢(shì)企業(yè)大多還沒(méi)上市，比如纖納光電、協(xié)鑫光電、仁爍光能、極電光能、萬(wàn)度光能、華能新能源等，各家中試線計(jì)劃基本集中在今明兩年安裝完成，規(guī)模都在100MW―200MW之間，組件尺寸主要為1．2mx0．6m或相近尺寸。

率先在量產(chǎn)道路上邁出切實(shí)步伐的，當(dāng)屬纖納光電和協(xié)鑫光電兩家企業(yè)。7月28日，纖納光電宣布，將首批5000件組件(最高功率130W，尺寸1．245mx0．635m)發(fā)往浙江省工商業(yè)分布式鈣鈦礦電站，率先實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦光伏應(yīng)用。

總結(jié)

隨著先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和新技術(shù)的突破，商業(yè)化晶硅電池效率將持續(xù)提升。未來(lái)10年，晶硅電池仍會(huì)是光伏行業(yè)的主流技術(shù)，但要實(shí)現(xiàn)高于28％的電池效率，仍需深入理解影響電池光電轉(zhuǎn)換效率的因素，并探索可有效控制這些因素的途徑。如果在未來(lái)幾年里鈣鈦礦電池的壽命和大面積效率損失問(wèn)題能夠得到有效改善，那么鈣鈦礦／晶硅疊層電池有望成為未來(lái)的高效率電池主流。

原文標(biāo)題:新材料情報(bào)NMT|鈣鈦礦光伏，漲聲響起來(lái)！