近日，中國光伏行業(yè)協(xié)會分享了年度報告中第七篇，我國鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展情況我國鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展情況：

（一）鈣鈦礦技術概述

鈣鈦礦（Perovskite-PVK）是指以俄國地質學家Lev Perovski名字命名的一類具有ABX3結構的礦物化合物（如CaTiO3），而具有光伏效應的鈣鈦礦材料主要是一類具有相同晶體結構的雜化金屬鹵化物鈣鈦礦。鈣鈦礦太陽電池（Perovskite Solar Cells-PSC）是指使用“具有鈣鈦復合氧化物（CaTiO3）具有相同的晶體結構的有機金屬鹵化物、無機金屬鹵化物、有機/無機金屬鹵化物”作為光敏層的一類薄膜太陽電池。

（二）技術研發(fā)進展

1.光電轉換效率

截至2025年2月，鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池的世界最高紀錄效率為34.6%（面積：1.0044 cm2），由隆基綠能（LONGi）創(chuàng)造；鈣鈦礦/晶硅疊層小組件的世界最高紀錄效率為30.1%（面積：212.1 cm2），由隆基綠能（LONGi）創(chuàng)造；鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層電池的世界最高紀錄效率為30.1%（面積：0.0493 cm2），由南京大學和仁爍光能（NanjingU/Renshine）保持；鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層大面積電池的世界最高紀錄效率為28.2%（面積：1.038 cm2），由南京大學和仁爍光能保持；鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層微型組件的世界最高紀錄效率為24.8%（面積：64.98 cm2），也由南京大學和仁爍光能保持。鈣鈦礦太陽電池與其他薄膜太陽電池所組成的疊層電池也有相關研究，鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池的世界最高紀錄效率為24.2%（面積：1.045 cm2），由德國柏林亥姆霍茲中心（HZB）保持；鈣鈦礦/有機疊層太陽電池的世界最高紀錄效率為25.1%（面積：0.0347 cm2），由新加坡國立大學和新加坡太陽能研究院（NUS/SERIS）保持。

2.鈣鈦礦電池穩(wěn)定性

鈣鈦礦商業(yè)化組件的穩(wěn)定性在近兩年間也得到了大幅提升，已先后有幾家企業(yè)獲得了IEC全序列穩(wěn)定性產品認證。同時，科研人員也面臨著一個挑戰(zhàn)：電池的高效率和高穩(wěn)定性那一同時兼顧的問題。在鈣鈦礦光伏逐步走向產業(yè)化的道路上，一個關鍵的目標是實現(xiàn)大面積、規(guī)模化量產的鈣鈦礦商業(yè)化組件在“穩(wěn)效協(xié)同”方面取得新的突破，從而推動鈣鈦礦光伏技術的廣泛應用和發(fā)展。

（三）國內鈣鈦礦產業(yè)化進展

國家及地方政府產業(yè)政策持續(xù)推動。從政策導向上來看，2024年從“鼓勵研發(fā)”轉向“規(guī)模化落地”，通過技術標準、場景試點、區(qū)域協(xié)同三管齊下，推動鈣鈦礦從實驗室邁向產業(yè)化快車道。

產能不斷擴大。極電光能的全球首條GW級產線投產運行；協(xié)鑫光電大面積GW量產線已部分啟用；杭州纖納、仁爍光能等企業(yè)正在籌備GW級產線建設。協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能、仁爍光能中試線投產；脈絡能源、曜能科技、光晶能源、光因科技等企業(yè)百兆瓦級鈣鈦礦電池中試線也已陸續(xù)建成；多條30cm×30cm級及以上小試線建成或在建；隆基綠能、晶科能源、通威、正泰新能、天合光能、阿特斯等晶硅電池企業(yè)選擇鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池路線，突破晶硅太陽電池的效率極限；脈絡能源、仁爍光能、華碧光能、大正微納MW級柔性鈣鈦礦電池產線建成或籌建。

設備及材料國產化成效顯著。鈣鈦礦鍍膜設備、涂布設備、激光設備實現(xiàn)技術突破，TCO玻璃和靶材國產化率提升。其中，金晶科技TCO玻璃產能擴充至4500萬平方米/年。

組件邁進商業(yè)化門檻。截至2024年底，纖納光電、極電光能、昆山協(xié)鑫等均有鈣鈦礦組件出貨，中國華能集團、三峽集團、國家電投集團等發(fā)電企業(yè)均開展鈣鈦礦組件示范應用，總體示范規(guī)模約18.3MW。

持續(xù)受資本市場看好。不同于宏觀市場環(huán)境表現(xiàn)，鈣鈦礦光伏企業(yè)持續(xù)受資本市場追捧，2024年全年至少有14家鈣鈦礦電池企業(yè)完成新一輪股權融資。

（四）存在的主要問題

商業(yè)化組件的戶外實證不足。盡管鈣鈦礦實驗室測試認證條件十分嚴苛，但往往是在理想條件下進行的，與戶外電站實際運營環(huán)境仍存在差別，無法反映真實世界的復雜情況。為對鈣鈦礦光伏組件進行更長時間、更全面的戶外檢驗和驗證，需要鈣鈦礦組件在驗證性應用、示范應用等方面獲得較多政策資源支持，預計2025-2026年將會有更多的戶外數(shù)據對鈣鈦礦產品穩(wěn)定性提供驗證支撐。

穩(wěn)定性是產業(yè)化面臨的最大挑戰(zhàn)。早期的鈣鈦礦器件穩(wěn)定性較差，但近幾年得到了極大的提升。學術界對影響鈣鈦礦電池穩(wěn)定性的機理研究深入研究，并針對性地提出了各種解決方案。但無論是科學層面還是工程層面，鈣鈦礦電池穩(wěn)定性仍然是一個需要繼續(xù)研究的問題。學術界提出的解決方案需要更多的實驗進行驗證；在工程上，如何把學術界提出的方案應用到工程之中需要大量的二次開發(fā)工作。

產業(yè)生態(tài)發(fā)展不成熟。在制造設備方面，鈣鈦礦組件的生產制造需要成熟的專用設備；在原材料方面，目前市場上鈣鈦礦組分及其他功能材料都是批次重復性相對較差的非規(guī)?；a，采購成本較高，無法實現(xiàn)可靠穩(wěn)定的原料供應，這也是制約鈣鈦礦光伏組件產品生產良率的主要因素之一，進而對降低成本帶來不利影響；在輔材方面，導電玻璃和封裝膠膜在鈣鈦礦組件生產成本結構中占比高；在配套電氣設備方面，鈣鈦礦組件具備高電壓、低電流特性，現(xiàn)有應用方式下常通過多串組件并聯(lián)的方式形成與晶硅陣列相近的輸出電流，采用現(xiàn)有的晶硅光伏逆變器進行電能變換。

鈣鈦礦的效率測試及功率標定標準亟待建立。目前針對鈣鈦礦電池及組件的效率測試方法，主要集中在提升效率測量準確度的方法研究上。而對于實際量產生產過程中，如何快速、準確地標定鈣鈦礦組件功率，在科學研究和標準制定方面需要進一步發(fā)展。因此需要學術界、產業(yè)界、設備方聯(lián)手，制定一種可靠、快捷的組件電學參數(shù)檢驗檢測標準。

量產組件的效率與穩(wěn)定性需要協(xié)同提高。隨著組件面積的放大，其光電轉換效率明顯降低。此外，部分鈣鈦礦組件的IV效率顯著優(yōu)于穩(wěn)態(tài)效率，說明高效率電池及組件的穩(wěn)定性尚存在差距。如何制備同時具有高效率和高穩(wěn)定性的大面積鈣鈦礦組件，即“穩(wěn)效協(xié)同”的量產組件，是各界普遍關注的問題，也是鈣鈦礦產業(yè)化的關鍵問題。

來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會CPIA