鈣鈦礦太陽能電池是一種薄膜光伏（PV）技術(shù)，利用具有獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)（鈣鈦礦）的化合物。這些材料由于其高光吸收、低成本生產(chǎn)潛力和易于制造而受到關(guān)注。另一方面，硅基太陽能電池由于其穩(wěn)定性和成熟度，幾十年來一直是主導(dǎo)技術(shù)。

1.鈣鈦礦太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)硅基太陽能電池板相比，鈣鈦礦太陽能電池具有多種優(yōu)勢(shì)：

高效率：鈣鈦礦硅電池最顯著的優(yōu)勢(shì)之一是其高轉(zhuǎn)換效率的潛力。超過 32% 閾值的能力為在給定表面積上產(chǎn)生更多電力開辟了新的可能性，從而增加了發(fā)電量并降低了成本。

制造成本低：鈣鈦礦太陽能電池可以使用低成本制造技術(shù)（例如溶液加工或印刷方法）生產(chǎn)，這使其成為傳統(tǒng)硅基太陽能電池的經(jīng)濟(jì)高效替代品。

串聯(lián)配置：串聯(lián)配置能夠互補(bǔ)吸收太陽光譜的不同部分。鈣鈦礦太陽能電池擅長捕獲高能光子，而硅電池在捕獲低能光子時(shí)效率更高。通過將兩者結(jié)合起來，可以利用更廣泛的太陽光譜，從而提高整體效率。

多功能應(yīng)用：鈣鈦礦太陽能電池可以設(shè)計(jì)成柔性、輕質(zhì)和半透明的，從而實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。它們可以集成到建筑材料、窗戶、車輛、可穿戴設(shè)備和便攜式電子產(chǎn)品等中。

寬光譜吸收：鈣鈦礦材料具有寬吸收光譜，即使在弱光或室內(nèi)照明條件下，也能有效地將陽光轉(zhuǎn)化為電能。

2.研究與量產(chǎn)進(jìn)展

2023年，全球鈣鈦礦電池技術(shù)效率突破與量產(chǎn)又有重要進(jìn)展。

2月，澳大利亞國立大學(xué) (ANU) 研究人員利用鈣鈦礦-硅串聯(lián)太陽能光伏 (PV)電池實(shí)現(xiàn)了 30.3% 的效率，這是鈣鈦礦電池效率的一個(gè)重要里程碑，極大鼓舞了澳大利亞政府的投資信心。

澳大利亞在 2021 年設(shè)定了“太陽能 30 30 30”目標(biāo)，具體來說就是到2030年在公用事業(yè)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)30%的組件效率和每瓦30澳分。對(duì)于晶硅來說不可能實(shí)現(xiàn)的30%效率，在鈣鈦礦材料上已經(jīng)看到了曙光。

據(jù)路透社報(bào)道，牛津光伏公司計(jì)劃今年將其鈣鈦礦硅串聯(lián)電池商業(yè)化，轉(zhuǎn)換效率為27%，發(fā)電量為24%。相比之下，目前市場(chǎng)上大多數(shù)硅面板的良率在 20% 至 22% 之間。法國 IPVF 太陽能研究所與Voltec Solar 公司合作建造Tandem 4T 鈣鈦礦/硅電池工廠中生產(chǎn)。

2023年初，極電光能150MW鈣鈦礦光伏生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，并計(jì)劃在年內(nèi)啟動(dòng)吉瓦級(jí)量產(chǎn)線的建設(shè)；，南京大學(xué)譚海仁教授團(tuán)隊(duì)全鈣鈦礦疊層電池的效率和穩(wěn)定性上取得重要進(jìn)展，同時(shí)其創(chuàng)立的仁爍光能公司150MW鈣鈦礦電池量產(chǎn)中試線項(xiàng)目已正式動(dòng)工。

3月，中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)鈣鈦礦光伏標(biāo)準(zhǔn)專題組成立，6月由華能清能院主持編制的中電聯(lián)《鈣鈦礦光伏組件》標(biāo)準(zhǔn)送審稿順利通過專家組審查。

4月，纖納光電獲得全球首個(gè)CQC & VDE鈣鈦礦產(chǎn)品國內(nèi)外IEC雙認(rèn)證；協(xié)鑫光電2米*1米大面積商用鈣鈦礦組件光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到16.02%。

5月，全球最大薄膜光伏公司First Solar收購瑞典鈣鈦礦技術(shù)先進(jìn)企業(yè)Evolar AB；

5月，脈絡(luò)能源宣布獲得高捷資本天使投資。

2023年6月，在2023年歐洲國際太陽能展（Intersolar Europe 2023）上，隆基宣布基于商用CZ硅片的鈣鈦礦/晶體硅串聯(lián)電池效率達(dá)到了33.5%，打破之前在海第十六屆SNEC剛發(fā)布的31.8%紀(jì)錄。

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院 (EPFL)  Xin Yu Chin 及其同事使用了鈣鈦礦頂部電池和硅底部電池，并在電池加工過程中添加了膦酸。他們的電池效率為 31%；Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)團(tuán)隊(duì)采用了一種名為碘化哌嗪的離子液體來提高串聯(lián)太陽能電池的效率，效率高達(dá) 32.5%。

最新消息，鈣鈦礦公司光晶能源已完成1.6億元A輪融資，將開建100MW中試線，專注印刷技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦組件規(guī)?；涞?；大正微納全球第一個(gè)百兆瓦柔性（輕質(zhì)化）鈣鈦礦組件生產(chǎn)基地項(xiàng)目落地廈門海滄。

3.對(duì)太陽能行業(yè)的影響

鈣鈦礦硅太陽能電池的進(jìn)步對(duì)太陽能光伏行業(yè)具有重大影響。。它們具有高效率和低成本的制造潛力，超越傳統(tǒng)的硅電池，從而提高功率輸出并加速可再生能源的采用。

鈣鈦礦硅電池板的成本降低潛力可以帶來電網(wǎng)平價(jià)，使太陽能與化石燃料相比具有成本競(jìng)爭(zhēng)力，并推動(dòng)廣泛采用。此外，鈣鈦礦電池的薄而柔韌的特性使其能夠集成到各種表面，提供美學(xué)吸引力和太陽能發(fā)電創(chuàng)新應(yīng)用的潛力。

4.挑戰(zhàn)與未來前景

由于對(duì)清潔能源的需求不斷增加以及太陽能電池板效率和穩(wěn)定性的進(jìn)步，鈣鈦礦太陽能電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)在未來幾年將增長。然而，需要進(jìn)一步的研究和開發(fā)努力來克服挑戰(zhàn)并實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的廣泛商業(yè)化。盡管鈣鈦礦硅太陽能電池的效率達(dá)到了32%以上，但廣泛的商業(yè)應(yīng)用仍存在一些障礙需要解決。

穩(wěn)定性和耐用性：鈣鈦礦太陽能電池由于暴露于濕氣、氧氣和光線而導(dǎo)致材料降解而遇到耐用性問題，這促使人們不斷進(jìn)行研究以提高其穩(wěn)定性和使用壽命。

擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模：研究人員和行業(yè)利益相關(guān)者正在努力通過優(yōu)化制造工藝和開發(fā)有效的環(huán)境保護(hù)封裝方法來克服擴(kuò)大鈣鈦礦材料生產(chǎn)規(guī)模的挑戰(zhàn)。

成本競(jìng)爭(zhēng)力：鈣鈦礦硅太陽能電池板雖然具有最初的成本優(yōu)勢(shì)，但仍需要廣泛的研究和開發(fā)來提高其成本效益，包括實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)、改進(jìn)制造技術(shù)和降低材料成本，以促進(jìn)其廣泛商業(yè)化。