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劉藝文
2025-04-29 12:43
我國鈣鈦礦光伏電池科研領域傳來喜訊。近日，華東理工大學材料學院清潔能源材料與器件團隊在《科學》（Science）發(fā)表了最新研究成果，據(jù)悉，該研究發(fā)現(xiàn)了鈣鈦礦光伏不穩(wěn)定性的關鍵機制——光機械誘導分解效應，提出石墨烯-聚合物機械增強鈣鈦礦材料的新方法。業(yè)界普遍認為，該研究成果將為鈣鈦礦太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化應用提供全新解決方案。
發(fā)展前景廣闊
相較于晶硅電池，鈣鈦礦光伏電池具有轉化效率高、成本低、輕量化等優(yōu)勢，是極具應用前景的新型光伏技術，但器件的不穩(wěn)定性是限制其產(chǎn)業(yè)化的首要挑戰(zhàn)。為提升鈣鈦礦材料穩(wěn)定性，業(yè)內(nèi)此前嘗試過設計控制材料表面分子結構等多種方法，但仍難滿足實際應用需求。
據(jù)了解，華東理工大學科研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（約153天）后，仍能保持97%的發(fā)電效率。
在業(yè)內(nèi)人士看來，鈣鈦礦電池被業(yè)內(nèi)視作下一代光伏技術，此次技術突破顯著提升了其在光照、高溫等條件下的穩(wěn)定性，為大規(guī)模商業(yè)化應用奠定了基礎。
在今年全國兩會期間，也有多位代表委員特別關注鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)。
“我們正站在光伏產(chǎn)業(yè)第三次技術革命的起點。”全國人大代表、金晶（集團）有限公司（以下簡稱“金晶集團”）董事長王剛在接受《證券日報》記者采訪時表示，鈣鈦礦電池的柔性化、弱光發(fā)電特性使其可廣泛應用于建筑一體化（BIPV）、分布式光伏等領域，將鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)鏈納入國家和省級“十五五”規(guī)劃，是鞏固我國在全球綠色能源產(chǎn)業(yè)主導權的關鍵舉措。
全國人大代表、天合光能股份有限公司（以下簡稱“天合光能”）董事長高紀凡在接受采訪時表示，未來五年，光伏行業(yè)將以TOPCon技術為主導，HJT和BC技術作為輔助。在此基礎上，通過與鈣鈦礦電池的疊層技術，有望進一步提升光伏電池的效率、生命周期和競爭力。
穩(wěn)定性有待提升
出于對鈣鈦礦光伏電池前景的看好，目前已有多家上市公司對鈣鈦礦光伏相關產(chǎn)業(yè)鏈進行了布局。
中國核能電力股份有限公司（以下簡稱“中國核電”）就在2023年投資成立了中核光電科技（上海）有限公司（以下簡稱“中核光電”），專注于鈣鈦礦太陽能電池技術的研發(fā)和制造業(yè)務。目前，公司大尺寸鈣鈦礦剛性、柔性產(chǎn)品技術指標位居行業(yè)領先水平，并已正式推出商業(yè)級產(chǎn)品。
京東方科技集團股份有限公司（以下簡稱“京東方”）于2023年11月份宣布啟動鈣鈦礦光伏項目，并于2024年成立全資孫公司合肥京東方光能科技有限公司，致力于鈣鈦礦光伏技術的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。
王剛告訴記者，TCO導電膜玻璃是鈣鈦礦電池的核心輔料，約占鈣鈦礦電池總成本的34%。金晶集團經(jīng)過近二十年的研發(fā)投入，實現(xiàn)了從設備制造到產(chǎn)品設計、量產(chǎn)的全鏈條自主可控，攻克了大尺寸鍍膜均勻性、高導電性高遷移率、高透光率與低電阻值難以兼得等技術瓶頸。
資料顯示，2023年，金晶集團第三條TCO玻璃生產(chǎn)線投產(chǎn)，年產(chǎn)能突破4500萬平方米，使我國鈣鈦礦核心材料國產(chǎn)化率提升至95%以上，并成功配套國內(nèi)外鈣鈦礦光伏頭部企業(yè)。
除此之外，包括寧德時代新能源科技股份有限公司、通威股份有限公司等在內(nèi)的多家企業(yè)也已積極布局鈣鈦礦電池的研發(fā)和生產(chǎn)。
“從當前的研究進展來看，鈣鈦礦光伏電池有可能成為未來光伏產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。然而，鈣鈦礦電池量產(chǎn)還面臨穩(wěn)定性、大面積制備、循環(huán)壽命、工藝一致性、成本等挑戰(zhàn)，需要進一步加強研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化?！北本W優(yōu)國際文化傳媒有限公司董事長張玥在接受《證券日報》記者采訪表示，建議業(yè)內(nèi)加強基礎研究，提高鈣鈦礦光伏電池的性能和穩(wěn)定性，并推進工藝優(yōu)化和規(guī)模化生產(chǎn)，降低成本。
在高紀凡看來，鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性問題仍是當前的關鍵挑戰(zhàn)，天合光能正通過光伏科學與技術全國重點實驗室與全球高校合作，推動新一代光伏技術的基礎性研究、前沿性研究和專題研究。
