鈣(gai)鈦礦技(ji)術成熟度驗(yan)證進展與成果

引言

在全(quan)球(qiu)綠色能源轉型的(de)(de)(de)大浪(lang)潮中，鈣鈦礦(kuang)技術猶如(ru)一顆閃耀(yao)的(de)(de)(de)新星，為太陽(yang)能領域帶來了(le)新的(de)(de)(de)希(xi)望與活(huo)力。鈣鈦礦(kuang)材料憑借其(qi)優異的(de)(de)(de)光電性能、相對低廉的(de)(de)(de)生產成本(ben)以及在制(zhi)造過程中較(jiao)少的(de)(de)(de)資源消耗等顯著優勢，成為了(le)眾多科研團隊(dui)和企(qi)業(ye)競相研究與開發的(de)(de)(de)焦點。然而，一項新技術從實驗室走向(xiang)大規模產業(ye)化應(ying)用(yong)，需(xu)要經過嚴格的(de)(de)(de)技術成熟度(du)驗證。本(ben)文將圍繞(rao)鈣鈦礦(kuang)技術成熟度(du)驗證展(zhan)開探(tan)討，深入分析(xi)當前取得的(de)(de)(de)成果以及面臨(lin)的(de)(de)(de)挑(tiao)戰(zhan)。

鈣鈦礦技術概(gai)述

鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料具(ju)有獨特(te)的(de)(de)(de)(de)晶體結(jie)構，這賦(fu)予了它優(you)(you)異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換性(xing)(xing)能(neng)。與傳統的(de)(de)(de)(de)硅基太陽能(neng)電(dian)池相比，鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)組件在(zai)制(zhi)(zhi)造過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)資源消耗更(geng)少，且具(ju)有更(geng)高的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)和輕便(bian)性(xing)(xing)。這使得鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料在(zai)城市(shi)建(jian)筑(zhu)、交通(tong)工(gong)具(ju)及便(bian)攜式設(she)備等應用領域展現出了不(bu)(bu)可限量(liang)的(de)(de)(de)(de)市(shi)場潛力。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)生產流程相對(dui)簡單(dan)，反應靈(ling)活性(xing)(xing)高，適應性(xing)(xing)強(qiang)，這些特(te)點為其大規模量(liang)產提供了一定的(de)(de)(de)(de)優(you)(you)勢。但是(shi)，鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏(fu)電(dian)池也(ye)面臨著一些問(wen)題，例如器件的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)穩定性(xing)(xing)一直(zhi)是(shi)限制(zhi)(zhi)其產業化的(de)(de)(de)(de)首要(yao)難題。不(bu)(bu)過(guo)，隨著科研人員(yuan)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)斷努力，在(zai)解決(jue)這些問(wen)題方面已經取(qu)得了一定的(de)(de)(de)(de)進(jin)展。

權威認證(zheng)彰(zhang)顯技術(shu)成熟度(du)

極(ji)電(dian)光能獲CQC權威認證

近日(ri)，極電(dian)(dian)光能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)0.72m2鈣鈦(tai)礦組(zu)件(jian)取得了中國質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)認(ren)(ren)證中心（CQC）的(de)(de)(de)(de)權威認(ren)(ren)證。CQC認(ren)(ren)證是中國最(zui)具公信力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)認(ren)(ren)證之一，以嚴苛的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)保(bao)證能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)審核(he)著稱(cheng)，尤其(qi)(qi)注(zhu)重企(qi)業(ye)(ye)(ye)從研發(fa)到量(liang)(liang)(liang)(liang)產(chan)(chan)全(quan)(quan)流程(cheng)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)管控(kong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。極電(dian)(dian)光能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)通過認(ren)(ren)證，彰顯了公司成熟(shu)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)線運(yun)營(ying)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，其(qi)(qi)生(sheng)產(chan)(chan)體(ti)系、質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)管控(kong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)及(ji)產(chan)(chan)品性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)均(jun)達到行業(ye)(ye)(ye)領(ling)(ling)先水平。這一認(ren)(ren)證不(bu)僅(jin)驗(yan)證了其(qi)(qi)產(chan)(chan)品在光電(dian)(dian)轉換(huan)效率、長期(qi)穩定性(xing)(xing)等核(he)心指標上的(de)(de)(de)(de)卓越表現，更凸顯了公司從實(shi)驗(yan)室到工廠的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)業(ye)(ye)(ye)化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。通過構(gou)建標準(zhun)化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)體(ti)系、智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)制造(zao)工藝和全(quan)(quan)流程(cheng)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)監(jian)控(kong)，極電(dian)(dian)光能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)確保(bao)每一塊量(liang)(liang)(liang)(liang)產(chan)(chan)組(zu)件(jian)與認(ren)(ren)證樣品性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)一致，為終(zhong)端用戶提供了高可靠性(xing)(xing)、高性(xing)(xing)價比的(de)(de)(de)(de)綠色能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源解決方案(an)。在高標準(zhun)、體(ti)系化(hua)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)線運(yun)營(ying)下(xia)，極電(dian)(dian)光能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)150MW鈣鈦(tai)礦組(zu)件(jian)中試線成果斐(fei)然，其(qi)(qi)0.72m2的(de)(de)(de)(de)商業(ye)(ye)(ye)級(ji)組(zu)件(jian)多(duo)(duo)次(ci)刷新(xin)全(quan)(quan)球(qiu)效率紀(ji)錄，并(bing)在多(duo)(duo)氣候下(xia)的(de)(de)(de)(de)戶外實(shi)證電(dian)(dian)站，以及(ji)多(duo)(duo)場景的(de)(de)(de)(de)商業(ye)(ye)(ye)化(hua)項目上均(jun)展(zhan)現出較好(hao)的(de)(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)，持續展(zhan)現了極電(dian)(dian)光能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)鈣鈦(tai)礦技術路線的(de)(de)(de)(de)領(ling)(ling)先性(xing)(xing)與產(chan)(chan)品性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)全(quan)(quan)球(qiu)競爭力(li)(li)。

中核(he)光電獲(huo)TüV認(ren)證(zheng)

3月12日，中(zhong)(zhong)核(he)(he)光(guang)電(dian)科技（上海）有限公司的(de)(de)(de)(de)(de)剛性(xing)(xing)單結鈣鈦礦組(zu)(zu)件在(zai)(zai)全球權威檢測機構TüV的(de)(de)(de)(de)(de)認證下，效率高(gao)達19.7%。其1.2×0.65m2鈣鈦礦組(zu)(zu)件在(zai)(zai)標準測試(shi)條件（STC）下的(de)(de)(de)(de)(de)認證效率達到(dao)了(le)行業領先水平（正掃(sao)19.42%、反掃(sao)19.7%）。這一成果不僅彰(zhang)顯了(le)中(zhong)(zhong)核(he)(he)光(guang)電(dian)在(zai)(zai)太陽能領域的(de)(de)(de)(de)(de)創新能力，也標志著鈣鈦礦技術進入了(le)一個新的(de)(de)(de)(de)(de)成熟階段(duan)。為了(le)實(shi)現規模化(hua)生產(chan)，中(zhong)(zhong)核(he)(he)光(guang)電(dian)采取(qu)了(le)低成本(ben)材料和量(liang)產(chan)工藝(yi)，這是一項(xiang)極具前瞻性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)戰略。傳統(tong)硅太陽能電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)工藝(yi)復雜(za)、成本(ben)高(gao)昂(ang)，而鈣鈦礦太陽能電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)流(liu)程更(geng)加簡(jian)單，反應(ying)(ying)靈活性(xing)(xing)高(gao)，適應(ying)(ying)性(xing)(xing)強，為未(wei)(wei)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)產(chan)鋪平了(le)道路。中(zhong)(zhong)核(he)(he)光(guang)電(dian)計劃在(zai)(zai)2025年二季度建成投產(chan)1.2×1.6m2全自動量(liang)產(chan)線(xian)，未(wei)(wei)來(lai)將(jiang)進一步專注于可交(jiao)付(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)產(chan)工藝(yi)研發及組(zu)(zu)件生產(chan)制造。

光電轉換效(xiao)率的突破

光因科(ke)技全鈣鈦礦疊層(ceng)電池創紀(ji)錄

近日，經國家光(guang)伏質檢中心權威認證，光(guang)因科(ke)(ke)技研發(fa)的(de)(de)全鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)疊層(ceng)太陽能(neng)電(dian)池(chi)(chi)在(zai)測試中實現(xian)31.27%的(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率，刷新(xin)了(le)光(guang)因科(ke)(ke)技在(zai)2025年(nian)2月創(chuang)造(zao)的(de)(de)30.58%的(de)(de)世界(jie)紀錄(lu)，在(zai)全鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)疊層(ceng)技術(shu)(shu)(shu)領域持續(xu)領跑(pao)全球(qiu)。這(zhe)一成果不僅遠超(chao)晶硅(gui)電(dian)池(chi)(chi)29.43%的(de)(de)理論(lun)極(ji)限，更標志著(zhu)全鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)疊層(ceng)技術(shu)(shu)(shu)正式邁入(ru)“31%+”的(de)(de)高效(xiao)時(shi)代，為產(chan)業打開了(le)全新(xin)的(de)(de)想象空間(jian)。過(guo)去三(san)年(nian)間(jian)，光(guang)因科(ke)(ke)技已(yi)連續(xu)14次(ci)(ci)刷新(xin)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏電(dian)池(chi)(chi)世界(jie)記(ji)錄(lu)，其中3次(ci)(ci)刷新(xin)全鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)疊層(ceng)電(dian)池(chi)(chi)效(xiao)率紀錄(lu)，從2024年(nian)5月以29.34%的(de)(de)效(xiao)率打破(po)(po)(po)當時(shi)世界(jie)紀錄(lu)，一舉躍升(sheng)至如今的(de)(de)31.27%，不到一年(nian)時(shi)間(jian)效(xiao)率提升(sheng)幅度(du)近2個(ge)百分點，迭代增(zeng)速(su)遠超(chao)行業平(ping)均水平(ping)，處(chu)于(yu)絕對領先(xian)地位(wei)。技術(shu)(shu)(shu)急速(su)迭代的(de)(de)背(bei)后，是光(guang)因科(ke)(ke)技構建的(de)(de)“單(dan)(dan)(dan)(dan)結筑(zhu)基(ji)，疊層(ceng)突破(po)(po)(po)”的(de)(de)雙軌研發(fa)戰略(lve)。這(zhe)一戰略(lve)的(de)(de)核心在(zai)于(yu)，只有(you)將(jiang)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)單(dan)(dan)(dan)(dan)結電(dian)池(chi)(chi)做到極(ji)致，才能(neng)為全鈣(gai)疊層(ceng)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)發(fa)展(zhan)提供堅實的(de)(de)技術(shu)(shu)(shu)基(ji)礎(chu)。全鈣(gai)疊層(ceng)技術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)突破(po)(po)(po)，本質上(shang)是單(dan)(dan)(dan)(dan)結技術(shu)(shu)(shu)成熟度(du)的(de)(de)外顯。在(zai)單(dan)(dan)(dan)(dan)結電(dian)池(chi)(chi)領域，光(guang)因科(ke)(ke)技已(yi)經構建了(le)完(wan)整的(de)(de)技術(shu)(shu)(shu)矩(ju)陣。通過(guo)持續(xu)的(de)(de)研發(fa)投入(ru)和技術(shu)(shu)(shu)創(chuang)新(xin)，在(zai)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)單(dan)(dan)(dan)(dan)結電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)效(xiao)率和穩(wen)定性方面(mian)取得了(le)顯著(zhu)成就(jiu)。

穩定性問題(ti)的解(jie)決進展

華(hua)東(dong)理工(gong)大學的(de)研究(jiu)成(cheng)果

華東理(li)工大(da)學(xue)材(cai)料(liao)學(xue)院清潔(jie)能(neng)(neng)源材(cai)料(liao)與(yu)器(qi)件團隊(dui)在(zai)《科學(xue)》雜志上發表了一(yi)項(xiang)關(guan)(guan)于鈣(gai)鈦礦(kuang)光(guang)伏電(dian)池(chi)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)最新(xin)研究成(cheng)果。他們揭示(shi)了鈣(gai)鈦礦(kuang)光(guang)伏不(bu)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)關(guan)(guan)鍵機(ji)制——光(guang)機(ji)械(xie)誘導分解效(xiao)應，并提(ti)出了一(yi)種全(quan)新(xin)的(de)解決方案(an)——石(shi)墨(mo)烯 - 聚合物機(ji)械(xie)增強鈣(gai)鈦礦(kuang)材(cai)料(liao)。該團隊(dui)制備的(de)太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)在(zai)模擬(ni)日常(chang)使用的(de)強光(guang)高溫環境下(xia)，持續工作3670小時(shi)后，仍能(neng)(neng)保(bao)持97%的(de)發電(dian)效(xiao)率。這(zhe)一(yi)成(cheng)果不(bu)僅為鈣(gai)鈦礦(kuang)電(dian)池(chi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)問題提(ti)供了有效(xiao)的(de)解決方案(an)，也(ye)為大(da)規模商業化應用奠定(ding)了堅(jian)實基(ji)礎。

中國電(dian)子(zi)科技大學(xue)的突破

由中(zhong)(zhong)國電(dian)子科技大(da)學領導(dao)的(de)全球研(yan)究(jiu)團(tuan)(tuan)隊在鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)技術(shu)方(fang)面取得了(le)突破。通過將吡咯二唑（PZ）添(tian)加(jia)到碘化甲脒（FAI）基鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)薄膜中(zhong)(zhong)，研(yan)究(jiu)人員(yuan)提(ti)(ti)高了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)層(ceng)(ceng)的(de)穩定性(xing)，并(bing)實現(xian)了(le)在空氣中(zhong)(zhong)使用(yong)槽模涂(tu)層(ceng)(ceng)的(de)大(da)規模生產(chan)。PZ添(tian)加(jia)劑在結晶過程中(zhong)(zhong)對碘化鉛（PbI2）和FAI的(de)穩定起(qi)著關鍵作用(yong)。研(yan)究(jiu)人員(yuan)發現(xian)PZ與PbI2形成(cheng)強劉易斯酸堿對，與FAI形成(cheng)氫鍵。這(zhe)種相互作用(yong)減(jian)少了(le)膠體(ti)聚(ju)集，改善(shan)了(le)薄膜的(de)均勻性(xing)并(bing)防止(zhi)了(le)缺陷。該團(tuan)(tuan)隊開發的(de)多(duo)層(ceng)(ceng)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池結構，實現(xian)了(le)20.3%的(de)認證效率，并(bing)且提(ti)(ti)高了(le)電(dian)池的(de)耐用(yong)性(xing)。

產業化前景與(yu)挑戰

產業化前景廣闊

隨著鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)技(ji)術在(zai)效率和穩定性方面不斷取得突(tu)破，其(qi)產(chan)(chan)業化(hua)(hua)前景愈(yu)發廣闊。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)柔性化(hua)(hua)、弱光發電特性使其(qi)可廣泛應用(yong)于(yu)建筑一(yi)體化(hua)(hua)（BIPV）、分布式(shi)光伏等(deng)領域。在(zai)全球(qiu)推(tui)動“雙碳”戰略的(de)(de)(de)(de)背景下(xia)，清潔能(neng)源的(de)(de)(de)(de)需求將持續增長，鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)技(ji)術有望(wang)在(zai)未來的(de)(de)(de)(de)能(neng)源市場中占(zhan)據重要地位。例如，中核光電計劃在(zai)2025年(nian)二季(ji)度建成投產(chan)(chan)1.2×1.6m2全自動量產(chan)(chan)線，這將進一(yi)步推(tui)動鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)組(zu)(zu)件的(de)(de)(de)(de)大(da)規模生產(chan)(chan)。極(ji)電光能(neng)的(de)(de)(de)(de)0.72m2鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)組(zu)(zu)件在(zai)多(duo)氣候(hou)下(xia)的(de)(de)(de)(de)戶外實證電站(zhan)以及多(duo)場景的(de)(de)(de)(de)商業化(hua)(hua)項(xiang)目上(shang)的(de)(de)(de)(de)良好(hao)表現，也(ye)為其(qi)產(chan)(chan)業化(hua)(hua)應用(yong)提供了有力的(de)(de)(de)(de)支持。

面臨的挑(tiao)戰(zhan)

盡管鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)技(ji)術取(qu)得了顯著(zhu)的進(jin)(jin)(jin)展，但要實(shi)現大規模(mo)產(chan)業(ye)化仍面臨(lin)一(yi)些挑(tiao)戰(zhan)。首先，鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)材(cai)料的長期(qi)穩定性還(huan)需要進(jin)(jin)(jin)一(yi)步提(ti)高，雖然已經有了一(yi)些解決方案，但在實(shi)際應用中的長期(qi)效果還(huan)需要進(jin)(jin)(jin)一(yi)步驗證。其次，鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的大規模(mo)生(sheng)產(chan)工藝還(huan)需要不斷優化，以確(que)保(bao)產(chan)品(pin)(pin)質量的一(yi)致性和(he)穩定性。此外，市場(chang)對鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)產(chan)品(pin)(pin)的認知(zhi)度(du)和(he)接受度(du)也(ye)(ye)需要進(jin)(jin)(jin)一(yi)步提(ti)高，相(xiang)關的標準和(he)規范也(ye)(ye)需要進(jin)(jin)(jin)一(yi)步完善(shan)。

結論

綜上(shang)所(suo)述(shu)，鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)在(zai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)成(cheng)熟度驗(yan)證方面已(yi)經(jing)取得(de)了(le)令人矚目的(de)(de)(de)成(cheng)果(guo)。通過權威認證、光(guang)電轉換效率的(de)(de)(de)突破以及穩定(ding)性問題(ti)的(de)(de)(de)解決(jue)進(jin)展(zhan)，都充分展(zhan)示(shi)了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)巨(ju)大潛(qian)力和發(fa)展(zhan)前景。然(ran)而，要(yao)實現鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)大規模產業(ye)化應(ying)用(yong)，還需要(yao)科研人員(yuan)、企(qi)業(ye)和政(zheng)府(fu)等各方共同努力，克服面臨(lin)的(de)(de)(de)挑(tiao)戰。未來，隨著技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)進(jin)步和市場的(de)(de)(de)逐漸成(cheng)熟，鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)有望在(zai)全球綠色(se)能源(yuan)領(ling)域發(fa)揮重要(yao)作用(yong)，為(wei)實現可持續(xu)發(fa)展(zhan)做(zuo)出(chu)貢獻。