近日，科技部等九部門印發(fā)《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》，提出到2025年實現(xiàn)重點行業(yè)和領域低碳關鍵核心技術的重大突破，高效穩(wěn)定鈣鈦礦電池等技術被“點名”。記者采訪多家企業(yè)獲悉，鈣鈦礦電池作為一種新技術路線，相比傳統(tǒng)晶硅電池在發(fā)電效率、成本控制、使用場景等多個方面具有潛在優(yōu)勢，但國內鈣鈦礦電池產業(yè)尚處于起步階段，技術、設備、工藝等均需時間走向成熟。

一張A4紙大小的柔性鈣鈦礦電池，在燈光的照射下就能給手機進行超級快充，記者在大正（江蘇）微納科技有限公司獲悉，鈣鈦礦電池優(yōu)異的特性，令其應用前景非常廣闊。

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“相比二、三十公斤重一塊的晶硅光伏組件，我們的柔性鈣鈦礦電池輕薄許多，具有極高的單位質量輸出功率，且不怕彎折、可塑性強，可應用在建筑外墻、汽車車頂?shù)榷鄠€新場景。”該公司執(zhí)行董事馬晨表示，去年分布式光伏新增裝機量已經(jīng)超過了集中式光伏，柔性鈣鈦礦電池可在分布式光伏領域大展拳腳。

不單單是具備新興市場的開拓潛力，鈣鈦礦電池在成本、效率等方面的潛在優(yōu)勢，也令一些企業(yè)看好它對傳統(tǒng)晶硅電池實現(xiàn)升級替代。

“生產晶硅電池需要1700攝氏度以上的高溫，鈣鈦礦電池從頭到尾最高溫度不會超過150攝氏度，在能耗上具有優(yōu)勢，且鈣鈦礦的原材料相對易得，比當前的硅料便宜許多。”協(xié)鑫光電董事長范斌說，生產鈣鈦礦組件單瓦能耗只有晶硅組件的1/10，如果以20%的轉換效率計算，鈣鈦礦組件單瓦總成本約為5到6毛錢，是晶硅極限成本的一半。目前，協(xié)鑫100MW鈣鈦礦光伏組件量產線已在昆山開始試生產，目標市場定位在主流通用光伏組件領域。

除了協(xié)鑫光電，基于對鈣鈦礦電池的未來預期，隆基綠能、通威股份、寧德時代等龍頭企業(yè)均已布局該賽道。印度調查公司Astute Analytica預測稱，鈣鈦礦電池的世界市場將自2022年起，以年均29%左右的速度增長，到2027年將達到20億美元以上。

盡管前景向好，但鈣鈦礦電池的發(fā)展依舊面臨諸多挑戰(zhàn)。相關技術的研發(fā)就是其中重要一環(huán)。

自2009年由日本桐蔭橫濱大學特任教授宮坂力發(fā)明鈣鈦礦太陽能電池以來，鈣鈦礦的發(fā)展歷程走過了10余年，原料配比、電池結構等都在不斷優(yōu)化。目前單結鈣鈦礦電池理論最高轉換效率達31%，多結理論效率超過50%，遠高于晶硅的29.4%。但這都屬于實驗室數(shù)據(jù)，國內已經(jīng)小規(guī)模生產的鈣鈦礦電池產品轉換效率大多不超過18%，低于市面上主流晶硅產品23%的轉換效率，且多位受訪者表示，這種情況在未來3-5年都難以改變。這意味著短期內鈣鈦礦電池的投資回報率低于傳統(tǒng)晶硅電池，對標現(xiàn)有晶硅電池市場的硬質鈣鈦礦電池還不具備競爭優(yōu)勢，而具備新應用場景開發(fā)潛質的柔性鈣鈦礦電池則需要較長時間、較大成本進行市場培育。

“鈣鈦礦電池作為一種全新技術路線，需要整個產業(yè)體系的全方位跟進，鈣鈦礦電池轉換效率提升的過程，也是供應鏈成熟的過程。”范斌說，協(xié)鑫的100MW產線由于缺乏可借鑒的對象，是在不斷摸索中完成的，其中最為關鍵的結晶環(huán)節(jié)所需設備屬于公司自研生產，國內外皆沒有替代產品。公司已累計申請專利106項，主要涉及鈣鈦礦電池的量產技術。目前協(xié)鑫生產的1米乘2米鈣鈦礦電池轉換效率達到16%，計劃到明年提升到18%。

與此同時，生產工藝的探索也是不少企業(yè)聚焦的關鍵。浙商證券研報顯示，溶液旋涂法是實驗室制備鈣鈦礦電池的常用方法，但在覆蓋率、平整度等方面，無法滿足大規(guī)模、工業(yè)化生產的要求，相關制備方法還有待突破。

馬晨告訴記者，為適應柔性鈣鈦礦電池特性，該公司采取了四道狹縫涂布制造工藝，但在實現(xiàn)這項工藝的過程中，起初同樣遇到了無合適設備可用的挑戰(zhàn)。“市場上已有的涂布設備主要針對鋰電池，而鈣鈦礦電池加工所需的涂布設備精度需要再高出2-3個量級。”最終，大正微納也采取了自研設備的辦法突破現(xiàn)有瓶頸，生產出的涂布設備不僅企業(yè)自用，也獲得通威股份、寧德時代等龍頭企業(yè)的訂單。

值得注意的是，當前國內鈣鈦礦電池產線規(guī)模在“MW級”，與動輒“GW級”的晶硅產線相比差異極大，即便能在短期內完成工藝定型，仍然需要較長時間的產能爬坡方可形成規(guī)模，進一步釋放其成本優(yōu)勢。多位業(yè)內人士告訴記者，鈣鈦礦電池目前市場關注度高，發(fā)展迅速，但存在炒作因素。一些已經(jīng)布局的產線，尚需時間來提升、驗證其良率、生產效率等關鍵指標，一些已經(jīng)獲得訂單的產品，也需要經(jīng)受市場的檢驗。在TOPCon（隧穿氧化鈍化電池）、HJT（異質結）等新型晶硅電池組件產能逐漸釋放的當下，市場對鈣鈦礦電池更需要提高警惕，避免盲目跟風。