近日(ri)，中國(guo)光伏(fu)行業協(xie)會分享了年度報告中第七(qi)篇，我國(guo)鈣鈦礦太(tai)陽(yang)能電池發展情況(kuang)我國(guo)鈣鈦礦太(tai)陽(yang)能電池發展情況(kuang)：

（一）鈣鈦礦技術概述

鈣鈦礦（Perovskite-PVK）是指以(yi)俄國地質學家Lev Perovski名字(zi)命名的(de)(de)一類具(ju)有(you)(you)ABX3結(jie)構(gou)的(de)(de)礦物(wu)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)（如CaTiO3），而具(ju)有(you)(you)光伏效應的(de)(de)鈣鈦礦材料主(zhu)要是一類具(ju)有(you)(you)相同(tong)晶體結(jie)構(gou)的(de)(de)雜化(hua)(hua)(hua)金屬鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)鈣鈦礦。鈣鈦礦太(tai)陽(yang)電(dian)池（Perovskite Solar Cells-PSC）是指使用(yong)“具(ju)有(you)(you)鈣鈦復合氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)（CaTiO3）具(ju)有(you)(you)相同(tong)的(de)(de)晶體結(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)(you)機金屬鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)、無機金屬鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)、有(you)(you)機/無機金屬鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)”作為光敏層(ceng)的(de)(de)一類薄膜太(tai)陽(yang)電(dian)池。

（二）技術研發進展

1. 光電轉(zhuan)換效率

截(jie)至(zhi)2025年2月，鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)/晶(jing)硅疊(die)(die)(die)層(ceng)太(tai)(tai)陽(yang)電(dian)池的(de)(de)世(shi)(shi)界最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)紀(ji)(ji)(ji)錄(lu)(lu)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)34.6%（面(mian)積(ji)(ji)(ji)：1.0044 cm2），由隆基(ji)綠能(neng)(neng)（LONGi）創(chuang)造；鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)/晶(jing)硅疊(die)(die)(die)層(ceng)小(xiao)組件的(de)(de)世(shi)(shi)界最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)紀(ji)(ji)(ji)錄(lu)(lu)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)30.1%（面(mian)積(ji)(ji)(ji)：212.1 cm2），由隆基(ji)綠能(neng)(neng)（LONGi）創(chuang)造；鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)/鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)疊(die)(die)(die)層(ceng)電(dian)池的(de)(de)世(shi)(shi)界最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)紀(ji)(ji)(ji)錄(lu)(lu)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)30.1%（面(mian)積(ji)(ji)(ji)：0.0493 cm2），由南(nan)京大(da)學(xue)和仁爍(shuo)(shuo)(shuo)光(guang)能(neng)(neng)（NanjingU/Renshine）保(bao)持(chi)；鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)/鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)疊(die)(die)(die)層(ceng)大(da)面(mian)積(ji)(ji)(ji)電(dian)池的(de)(de)世(shi)(shi)界最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)紀(ji)(ji)(ji)錄(lu)(lu)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)28.2%（面(mian)積(ji)(ji)(ji)：1.038 cm2），由南(nan)京大(da)學(xue)和仁爍(shuo)(shuo)(shuo)光(guang)能(neng)(neng)保(bao)持(chi)；鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)/鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)疊(die)(die)(die)層(ceng)微型組件的(de)(de)世(shi)(shi)界最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)紀(ji)(ji)(ji)錄(lu)(lu)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)24.8%（面(mian)積(ji)(ji)(ji)：64.98 cm2），也(ye)由南(nan)京大(da)學(xue)和仁爍(shuo)(shuo)(shuo)光(guang)能(neng)(neng)保(bao)持(chi)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)電(dian)池與其他薄膜太(tai)(tai)陽(yang)電(dian)池所組成的(de)(de)疊(die)(die)(die)層(ceng)電(dian)池也(ye)有(you)相關研(yan)究，鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)/銅銦鎵硒疊(die)(die)(die)層(ceng)太(tai)(tai)陽(yang)電(dian)池的(de)(de)世(shi)(shi)界最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)紀(ji)(ji)(ji)錄(lu)(lu)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)24.2%（面(mian)積(ji)(ji)(ji)：1.045 cm2），由德國柏林亥(hai)姆(mu)霍(huo)茲中心（HZB）保(bao)持(chi)；鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)/有(you)機疊(die)(die)(die)層(ceng)太(tai)(tai)陽(yang)電(dian)池的(de)(de)世(shi)(shi)界最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)紀(ji)(ji)(ji)錄(lu)(lu)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)25.1%（面(mian)積(ji)(ji)(ji)：0.0347 cm2），由新加(jia)坡國立(li)大(da)學(xue)和新加(jia)坡太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)研(yan)究院（NUS/SERIS）保(bao)持(chi)。

2.鈣鈦礦電池穩定(ding)性

鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)商業化(hua)組件的穩定(ding)性在(zai)(zai)近兩年間也得到了(le)大幅提(ti)升，已先后有幾家企業獲得了(le)IEC全(quan)序列穩定(ding)性產品認證。同時(shi)，科研人員也面(mian)臨(lin)著一個挑戰(zhan)：電池的高效(xiao)率和高穩定(ding)性那一同時(shi)兼顧的問題(ti)。在(zai)(zai)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏逐步走向產業化(hua)的道路上(shang)，一個關鍵的目標是實現(xian)大面(mian)積、規模化(hua)量產的鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)商業化(hua)組件在(zai)(zai)“穩效(xiao)協同”方(fang)面(mian)取得新的突破，從而推動鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏技術的廣(guang)泛應用和發(fa)展。

（三）國內鈣鈦礦產業化進展

國(guo)家及地方政(zheng)府產業政(zheng)策(ce)持續(xu)推動。從(cong)政(zheng)策(ce)導向上(shang)來看(kan)，2024年從(cong)“鼓勵研發”轉向“規模化落地”，通過技術標(biao)準、場(chang)景試點、區域協同三(san)管齊(qi)下，推動鈣鈦礦(kuang)從(cong)實驗室邁向產業化快車道。

產能(neng)不斷擴大。極電(dian)(dian)光(guang)(guang)能(neng)的(de)全球首(shou)條(tiao)GW級產線(xian)投(tou)產運行；協(xie)鑫光(guang)(guang)電(dian)(dian)大面積GW量產線(xian)已部(bu)分(fen)啟用；杭(hang)州(zhou)纖(xian)納(na)、仁(ren)爍光(guang)(guang)能(neng)等企業(ye)正(zheng)(zheng)在(zai)籌備GW級產線(xian)建設。協(xie)鑫光(guang)(guang)電(dian)(dian)、纖(xian)納(na)光(guang)(guang)電(dian)(dian)、極電(dian)(dian)光(guang)(guang)能(neng)、仁(ren)爍光(guang)(guang)能(neng)中試(shi)線(xian)投(tou)產；脈絡(luo)能(neng)源(yuan)(yuan)、曜能(neng)科技、光(guang)(guang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)能(neng)源(yuan)(yuan)、光(guang)(guang)因科技等企業(ye)百兆(zhao)瓦級鈣鈦(tai)(tai)礦電(dian)(dian)池中試(shi)線(xian)也已陸續建成(cheng)；多條(tiao)30cm×30cm級及(ji)以上小(xiao)試(shi)線(xian)建成(cheng)或在(zai)建；隆基(ji)綠能(neng)、晶(jing)(jing)(jing)(jing)科能(neng)源(yuan)(yuan)、通威、正(zheng)(zheng)泰新能(neng)、天合光(guang)(guang)能(neng)、阿特斯等晶(jing)(jing)(jing)(jing)硅(gui)電(dian)(dian)池企業(ye)選擇鈣鈦(tai)(tai)礦/晶(jing)(jing)(jing)(jing)硅(gui)疊(die)層(ceng)太陽電(dian)(dian)池路線(xian)，突破晶(jing)(jing)(jing)(jing)硅(gui)太陽電(dian)(dian)池的(de)效率極限；脈絡(luo)能(neng)源(yuan)(yuan)、仁(ren)爍光(guang)(guang)能(neng)、華碧光(guang)(guang)能(neng)、大正(zheng)(zheng)微納(na)MW級柔性鈣鈦(tai)(tai)礦電(dian)(dian)池產線(xian)建成(cheng)或籌建。

設備(bei)(bei)及(ji)材料國產化(hua)成(cheng)效(xiao)顯著。鈣鈦礦鍍(du)膜設備(bei)(bei)、涂布設備(bei)(bei)、激(ji)光設備(bei)(bei)實現(xian)技術突破，TCO玻璃(li)(li)和靶材國產化(hua)率提升。其中，金晶科技TCO玻璃(li)(li)產能(neng)擴充至4500萬平方(fang)米/年(nian)。

組件(jian)邁進商業化門檻。截至2024年(nian)底，纖納(na)光電、極(ji)電光能、昆山協鑫等(deng)均有鈣鈦礦(kuang)組件(jian)出(chu)貨，中國華能集(ji)團、三峽(xia)集(ji)團、國家電投(tou)集(ji)團等(deng)發電企業均開展(zhan)鈣鈦礦(kuang)組件(jian)示范應(ying)用，總體示范規模約(yue)18.3MW。

持(chi)續受資本市(shi)(shi)場(chang)看(kan)好。不同于宏觀市(shi)(shi)場(chang)環境表現，鈣鈦(tai)礦光伏企(qi)業持(chi)續受資本市(shi)(shi)場(chang)追捧，2024年(nian)(nian)全年(nian)(nian)至少有14家鈣鈦(tai)礦電池企(qi)業完成(cheng)新一輪股權融資。

（四）存在的主要問題

商業化組件的(de)(de)(de)戶(hu)(hu)(hu)外(wai)(wai)實(shi)(shi)(shi)證(zheng)不足。盡管鈣鈦(tai)礦(kuang)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)室(shi)測試認證(zheng)條件十(shi)分嚴苛，但往往是在理想(xiang)條件下進行的(de)(de)(de)，與戶(hu)(hu)(hu)外(wai)(wai)電(dian)站(zhan)實(shi)(shi)(shi)際運營環境仍存在差別(bie)，無法反映真實(shi)(shi)(shi)世界(jie)的(de)(de)(de)復雜(za)情況(kuang)。為對(dui)鈣鈦(tai)礦(kuang)光伏組件進行更長時間、更全面的(de)(de)(de)戶(hu)(hu)(hu)外(wai)(wai)檢(jian)驗(yan)和(he)驗(yan)證(zheng)，需要鈣鈦(tai)礦(kuang)組件在驗(yan)證(zheng)性應(ying)用(yong)、示范應(ying)用(yong)等方面獲得較多政(zheng)策資源支持，預計2025-2026年將(jiang)會有更多的(de)(de)(de)戶(hu)(hu)(hu)外(wai)(wai)數據(ju)對(dui)鈣鈦(tai)礦(kuang)產品穩定(ding)性提(ti)供(gong)驗(yan)證(zheng)支撐(cheng)。

穩定(ding)性(xing)是(shi)產(chan)業化面(mian)臨的(de)(de)最大挑戰。早期的(de)(de)鈣鈦(tai)礦器件穩定(ding)性(xing)較(jiao)差，但近幾年得到(dao)了(le)極大的(de)(de)提升。學術界對影響鈣鈦(tai)礦電池穩定(ding)性(xing)的(de)(de)機理研(yan)究(jiu)深入研(yan)究(jiu)，并針對性(xing)地提出(chu)了(le)各(ge)種(zhong)解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)。但無論是(shi)科學層面(mian)還是(shi)工程(cheng)層面(mian)，鈣鈦(tai)礦電池穩定(ding)性(xing)仍(reng)然是(shi)一個需(xu)要繼(ji)續研(yan)究(jiu)的(de)(de)問題(ti)。學術界提出(chu)的(de)(de)解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)需(xu)要更多的(de)(de)實驗進行驗證；在工程(cheng)上(shang)，如何把學術界提出(chu)的(de)(de)方(fang)案(an)應用(yong)到(dao)工程(cheng)之中需(xu)要大量的(de)(de)二次(ci)開(kai)發(fa)工作(zuo)。

產業生(sheng)態(tai)發(fa)展不(bu)成熟。在(zai)制造(zao)設(she)備方(fang)(fang)(fang)面(mian)，鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)組(zu)件的(de)(de)生(sheng)產制造(zao)需要(yao)成熟的(de)(de)專用設(she)備；在(zai)原材料(liao)(liao)方(fang)(fang)(fang)面(mian)，目前市(shi)場上(shang)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)組(zu)分及其他(ta)功能(neng)材料(liao)(liao)都是(shi)批次重復性相對較(jiao)差的(de)(de)非規模化(hua)生(sheng)產，采購成本(ben)(ben)較(jiao)高，無法實(shi)現可靠穩定的(de)(de)原料(liao)(liao)供應，這也(ye)是(shi)制約鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏組(zu)件產品(pin)生(sheng)產良率(lv)的(de)(de)主要(yao)因素之一，進而(er)對降低成本(ben)(ben)帶來不(bu)利影(ying)響(xiang)；在(zai)輔材方(fang)(fang)(fang)面(mian)，導電玻璃和(he)封裝(zhuang)膠膜在(zai)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)組(zu)件生(sheng)產成本(ben)(ben)結構中占比(bi)高；在(zai)配套(tao)電氣設(she)備方(fang)(fang)(fang)面(mian)，鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)組(zu)件具備高電壓、低電流特性，現有應用方(fang)(fang)(fang)式下常通過多串組(zu)件并聯的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)式形成與晶硅(gui)陣列相近的(de)(de)輸出電流，采用現有的(de)(de)晶硅(gui)光伏逆變器進行電能(neng)變換。

鈣鈦礦的(de)效(xiao)率(lv)測(ce)(ce)試(shi)及功率(lv)標定(ding)標準(zhun)亟待建(jian)立。目前(qian)針對(dui)鈣鈦礦電(dian)池(chi)及組件(jian)的(de)效(xiao)率(lv)測(ce)(ce)試(shi)方(fang)法，主(zhu)要集(ji)中在(zai)提升效(xiao)率(lv)測(ce)(ce)量準(zhun)確(que)度的(de)方(fang)法研究上。而對(dui)于實際量產(chan)生(sheng)產(chan)過程中，如(ru)何快(kuai)(kuai)速、準(zhun)確(que)地(di)標定(ding)鈣鈦礦組件(jian)功率(lv)，在(zai)科學(xue)(xue)研究和(he)標準(zhun)制定(ding)方(fang)面需要進一(yi)步(bu)發展。因此需要學(xue)(xue)術界、產(chan)業(ye)界、設備(bei)方(fang)聯手，制定(ding)一(yi)種可靠、快(kuai)(kuai)捷的(de)組件(jian)電(dian)學(xue)(xue)參數檢驗(yan)檢測(ce)(ce)標準(zhun)。

量產組(zu)件的(de)(de)(de)效率(lv)(lv)與穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)需(xu)要協同(tong)(tong)(tong)提(ti)高。隨著(zhu)(zhu)組(zu)件面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)放大(da)，其(qi)光電(dian)轉換效率(lv)(lv)明顯降(jiang)低。此外，部分(fen)鈣(gai)(gai)鈦礦組(zu)件的(de)(de)(de)IV效率(lv)(lv)顯著(zhu)(zhu)優于穩(wen)(wen)(wen)態效率(lv)(lv)，說明高效率(lv)(lv)電(dian)池(chi)及組(zu)件的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)尚存在差距(ju)。如何(he)制(zhi)備同(tong)(tong)(tong)時(shi)具有高效率(lv)(lv)和高穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)面(mian)積(ji)鈣(gai)(gai)鈦礦組(zu)件，即(ji)“穩(wen)(wen)(wen)效協同(tong)(tong)(tong)”的(de)(de)(de)量產組(zu)件，是各界普遍關注的(de)(de)(de)問題(ti)，也是鈣(gai)(gai)鈦礦產業化的(de)(de)(de)關鍵(jian)問題(ti)。