光伏行業(yè)的未來 也許是鈣鈦礦的

:接棒PERC的技術(shù)，是HJT還是N型Topcon？也許都不是，未來可能屬于鈣鈦礦！

（來源：智匯光伏  作者：王淑娟）

鈣鈦礦電池是有很多優(yōu)秀特質(zhì)的三好青年：

1）理論轉(zhuǎn)換效率50%，給未來發(fā)展很大的想象空間；目前實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)25.2%，直追晶硅電池；

2）商業(yè)化大尺寸組件效率提升快，僅3個(gè)月就提升了4.12%！

3）實(shí)在太便宜，GW級以上成本可以降低到0.7元/W以內(nèi)！

25.2%的實(shí)驗(yàn)室效率，50%理論效率，想象空間大！

2019年8月，NREL（National Renewable Energy Laboratory，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室）宣布：

韓國化學(xué)技術(shù)研究所&麻省理工創(chuàng)造了單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池效率的新紀(jì)錄：25.2%，相較于之前的24.2%提高了1%！具體如下圖。圖中的鈣鈦礦成為效率提升速度最快的一條線！

25.2%是什么概念呢？

HIT技術(shù)疊加IBC技術(shù)之后的HBC電池最高效率可達(dá)26.63%，該紀(jì)錄由日本Kaneka公司在2017年8月創(chuàng)造，這也是目前晶硅太陽能電池研發(fā)效率的最高水平。

從2009年到2019年的短短10年間，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%一下子躍升至25.2%；而2013年11月美國科學(xué)家在最新研究中發(fā)現(xiàn)，新式鈣鈦太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率或可高達(dá)50%，遠(yuǎn)高于目前的晶硅電池理論上限。這給鈣鈦礦未來的發(fā)展帶來巨大的想象空間！

令人咋舌的商業(yè)化效率提升！

不僅僅在實(shí)驗(yàn)室，商業(yè)化生產(chǎn)線上的轉(zhuǎn)換效率也是日新月異。從11.98%到14.24%，再到16.1%，商業(yè)化大尺寸組件效率提升了4.12%，卻僅僅用了3個(gè)月！

2019年8月，杭州纖納光電科技有限公司創(chuàng)造了鈣鈦礦商業(yè)化大組件效率新世界紀(jì)錄：11.98%；

2019年10月，纖納光電的商業(yè)化組件（200-800cm2）效率再創(chuàng)新高，通過權(quán)威效率檢測機(jī)構(gòu)ESTI的嚴(yán)格檢測，在200-800cm2級別的組件面積上獲得14.24%的光電轉(zhuǎn)換效率。僅時(shí)隔兩個(gè)月，效率就提升了2.26%。

2019年11月，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）發(fā)布最新太陽能組件效率圖。其中，日本松下公司的鈣鈦礦組件效率創(chuàng)新高，在800-6500cm2級別的組件面積上獲得16.1%的光電轉(zhuǎn)換效率，刷新世界記錄！

0.7元/W，低廉的制造成本！

鈣鈦礦電池制作工藝簡單，成本低。實(shí)驗(yàn)室中常采用液相沉積、氣相沉積工藝、液相/氣相混合沉積工藝，工藝簡單、成本低廉。

2019年2月，協(xié)鑫集團(tuán)旗下的蘇州協(xié)鑫納米科技有限公司(簡稱協(xié)鑫納米)發(fā)布了其在鈣鈦礦光伏組件技術(shù)方面的突破性進(jìn)展。協(xié)鑫納米已經(jīng)率先建成10MW級別大面積鈣鈦礦組件中試生產(chǎn)線，制造的鈣鈦礦光伏組件尺寸為45cm*65cm，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到15.3%。

圖：協(xié)鑫納米的鈣鈦礦組件

正在建設(shè)中的100MW量產(chǎn)生產(chǎn)線，將把組件面積擴(kuò)大至1m*2m，組件光電轉(zhuǎn)化效率將提高至18%以上，計(jì)劃于2020年實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦光伏組件的商業(yè)化生產(chǎn)。

在現(xiàn)有的工藝條件下，100MW量產(chǎn)線制造的鈣鈦礦光伏組件的制造成本預(yù)計(jì)將低于1元/W。當(dāng)產(chǎn)能擴(kuò)大到1GW以上時(shí)，鈣鈦礦組件的制造成本還將進(jìn)一步下降到每瓦0.7元左右，系統(tǒng)成本降低到2.5元/W以內(nèi)。

圖2：蘇州協(xié)鑫能源中心水上鈣鈦礦試驗(yàn)電站

鈣鈦礦的明顯缺點(diǎn)

擁有如此多優(yōu)點(diǎn)的三好青年，為什么遲遲未大規(guī)模推廣？鈣鈦礦也有一些明顯的缺點(diǎn)。

1）材料有毒

鈣鈦礦電池材料含有鉛。

2）電池壽命不長

目前，壽命最長的鈣鈦礦太陽能電池可達(dá)到1000小時(shí)，由華中科技大學(xué)和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院合作研發(fā)。而傳統(tǒng)晶硅電池壽命一般可達(dá)到25年，比鈣鈦礦電池長得多。

3）材料不穩(wěn)定

鈣鈦礦中的鉛容易氧化使碘揮發(fā)，且當(dāng)晶體遇濕時(shí)則易分解。如果我們使用鈣鈦礦電池發(fā)電，它很有可能分解滲出流到屋頂或土壤中;

PERC+鈣鈦礦也許是不錯(cuò)的選擇

鈣鈦礦電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都如此明顯，那未來有發(fā)展的潛力嗎？

在此，用我們光伏行業(yè)的教父——馬丁格林老師的演講才做做個(gè)結(jié)尾（詳細(xì)材料見：馬丁格林：PERC之后，哪種技術(shù)會崛起？）

新興的幾個(gè)電池技術(shù)，有的價(jià)格太昂貴，有的制造工藝太復(fù)雜，有的原材料數(shù)量受限，都會

PERC電池串聯(lián)兩個(gè)鈣鈦礦電池是性價(jià)比最高的。其他技術(shù)路線會因?yàn)?、價(jià)格高昂或者有毒等因素被否定。下圖中的“鈣鈦礦+PERC+鈣鈦礦”也許是未來5~10年之后的發(fā)展方向！

原標(biāo)題:光伏行業(yè)的未來 也許是鈣鈦礦的