“鈣鈦礦技術的發展大局目前已經很明確很清晰了，看不到這一點的人可能會因此延誤進入時機?！睂τ阝}鈦礦光伏電池技術的商業化量產，一位回國創業于鈣鈦礦領域的博士信心實足。

據這位不愿意透露姓名的博士介紹，除了他所在的公司，目前全球范圍內多家公司都不約而同提速了鈣鈦礦電池商業化量產的步伐，其中據說也包括那家中國西部的單晶硅龍頭企業在內?！皬乃麄兘诎抵械恼衅盖闆r來看，應該是已經開始在為商業化試生產做準備了?！?/p>

在研發方面，“幾乎所有的理工科院校都在開展鈣鈦礦技術的研究，已經為行業積累了大量的人才?！?/p>

他認為，作為中國光伏行業第?次從研發階段就參與了的光伏發電技術，鈣鈦礦電池的產業化時機已經逐漸成熟，其商業化發展速度很可能會超過許多人的想象。

原材料決定技術的前景

在他看來，一項技術是否有前途，可以從技術經濟性和原材料的易獲得性兩個方面來進行判斷。

“一項新技術的推廣，首先要有一個成熟產業的技術作為支撐，正如晶硅電池的產業化有半導體產業技術為基礎一樣，鈣鈦礦電池的制造產完全可以采用液晶面板行業的設備和技術，而且對技術和工藝的要求同樣也要更低一些?！?/p>

也就是說，與晶硅電池使用“降維”了的半導體設備和工藝一樣，鈣鈦礦電池也只需要“降維”的液晶面板生產設備和工藝即可。

其次，原材料不能稀缺。

“鈣鈦礦是一種化合物電池，其原材料來源于基礎化工材料，有多達幾萬種原材料可供選擇，怎么可能會出現短缺問題?”

而相比晶硅電池對硅料的需求，鈣鈦礦電池對于原材料的需求也要少得多。一塊72片電池的晶硅組件對硅的消耗量約為1公斤，而同等面積的鈣鈦礦電池組件只需要鈣鈦礦材料2克左右。

稀缺問題之外，在這位博士看來，材料的可突破性對于技術的發展前景可能更為重要。他認為，只有依托于那些具有可設計性和可迭代性材料的技術，未來才有更大的發展空間。

“人類使用材料是從簡單到復雜，再到能夠設計材料，這是一個終極的路徑?！彼f，近年來鈣鈦礦電池的光電轉換效率之所以上升這么快，一個最根本的原因，就是因為鈣鈦礦是一類材料，而不是一種材料。

“而晶硅電池和其他薄膜電池基本上都是一種或幾種材料，還很難找到替代?！?/p>

“最佳光伏電池材料”

他認為，鈣鈦礦的晶體結構，決定了其“甚至可以說是目前為止已發現的最佳光伏電池材料?！?/p>

他介紹說，鈣鈦礦的激發肽是三線肽，基肽是單線肽，其載流子在激發之后掉不回來，因為載流子在三線肽和單線肽之間躍遷很困難。而晶硅的激發肽和基肽都是單線肽，載流子激發出去之后很容易掉回來，這導致晶硅對于雜質非常敏感，也正是為什么晶硅電池所用硅料純度要到六個9以上的原因。

“而鈣鈦礦對雜質并不敏感，純度只需要做到90%就足夠了，甚至為了增加材料之間的強度，還可以在涂布時主動添加粘合劑、增強劑一類的‘雜質’?！彼J為，這無異于是打開了一個巨大的空間。

在轉換效率提升方面，鈣鈦礦也更具空間。

“目前多晶電池的實驗室效率是22.3%，PERC電池已經做到了20.3%，只有兩個點左右的差距了。而鈣鈦礦電池的實驗室效率是中國科學院創造的23.7%，我們的組件效率目前應該是全球最高的，是15.3%，還有8個點的差距，提升空間很大?！?/p>

鈣鈦礦電池轉換效率的提升速度，更是令人感到恐怖。從2012年有科研團隊發布第一個鈣鈦礦電池效率以來，短短六七年就增長到了20%以上。而晶硅技術達到這一效率，則花了幾十年的時間。

“即使是現在的實驗室效率，也已經超過多晶硅、碲化鎘和銅銦鎵硒，只僅次于單晶了。如果照這個趨勢繼續下去，過兩三年肯定會超過單晶?！?/p>

在更重要的成本方面，按照這位博士的測算，如果量產的鈣鈦礦組件效率達到18%，其制造成本將只有單晶的一半甚至更低，而由于無光衰等優勢，其單瓦實際發電量很可能會多出20%左右，競爭優勢十分明顯。

商業化的最大障礙

不少人認為，穩定性是鈣鈦礦技術商業化量產將要面臨的最大問題。

“如果你一直關注鈣鈦礦技術的發展，就會知道，從2019年開始，穩定性就已經不是問題了?！?/p>

據他介紹，近兩年學術界提出了很多鈣鈦礦材料的新配方，在實驗室條件下，多數配方都能實現連續工作1000小時而衰減低于1%，差一點的也能達到連續工作1000小時衰減低于5%。

“這已經達到了晶硅電池的技術指標”。他說。

就穩定性的其他方面來看，他認為，那其實是晶硅組件和鈣鈦礦組件的共性問題?！氨热绶庋b，技術是通用的，只要晶硅能做好，鈣鈦礦一樣能做好，鈣鈦礦并不比晶硅更怕水?！?/p>

在熱穩定性方面，按照國際通行的“雙85”檢測標準，他們的鈣鈦礦組件經過連續1000小時的測試，衰減明顯低于5%，符合現行國際標準。

在這位博士看來，其實最值得關注的指標是電池的光穩定性問題，因為這直接影響光伏發電項目的長期收益。

“早期的鈣鈦礦電池配方的光衰確實很嚴重，電池不封裝的話一兩個月就完蛋了。這個問題后來在材料上得到解決，從2016年開始我們就隨時能做到連續工作1000小時而衰減在1%以內，下一步則是在組件上驗證這個結果?！彼f，他們正在通過權威第三方機構對上述結果進行驗證。

當然，鈣鈦礦電池的產業化畢竟是一項從頭開始研發的工作，不可能完全不存在問題，他并不諱言這一點。

“鈣鈦礦商業化量產最主要的技術難點，其實是在結晶環節，這類似于拉單晶的長晶過程，但不需要拉單晶那么高的溫度。這是一個需要控制晶體按照需要的狀態生長的過程，不但要求晶體生長致密、整齊，還要求尺寸大小一致和合適，且相互間沒有孔隙?！?/p>

在實驗室數寸見方的面積上做到這一點并不難，但要在量產時一兩平米的面積上如此均勻涂布，則不那么容易。他說，這一步跨越是最難的，加上市場上沒有現成的設備和工藝，完全要靠自己一點一點研發和摸索。

“這是整個技術的難點，也是商業化量產的最大挑戰?！?/p>

不過，“目前組件效率做到了15%以上，已經打開了整個技術的發展空間，穩定性也經過了驗證，有了這兩點，其實技術發展的大勢已經很明確，即使我們做不到，也肯定有其他人能做到。