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? 本報記者 葉偉

中國科學院半導體研究所研制出光電轉換效率超27%的鈣鈦礦太陽能電池原型器件；南京工業大學將鈣鈦礦疊層LED外量子效率突破45%；隆基綠能科技股份有限公司研發的柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率達29.8%……近期，我國高校、科研院所和企業在鈣鈦礦電池領域不斷取得新突破，鈣鈦礦電池賽道持續升溫。

被視為下一代光伏技術

據了解，鈣鈦礦電池是以鈣鈦礦型（ABX3型）晶體作為吸光層材料的薄膜太陽能電池，其核心結構類似“三明治”，依次由電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層組成。從技術路線看，鈣鈦礦電池主要分為單結鈣鈦礦電池和疊層鈣鈦礦電池。

“鈣鈦礦是比較新的技術，2009年第一次在實驗室出現?！崩ド絽f鑫光電材料有限公司董事長范斌表示，“鈣鈦礦的理論光電轉換效率遠比晶硅高得多，晶硅理論光電轉換效率最高只有29.3%，而鈣鈦礦理論光電轉換效率可以達到45%左右，這就是鈣鈦礦最大的價值?！?/p>

“面對新能源大規模并網、新型電力系統建設的要求，需要尋找更高效、更經濟、更多元的能源技術路線，鈣鈦礦電池技術是具有潛力的突破口之一?！敝袊茉囱芯繒硎麻L史玉波表示，鈣鈦礦制備成本僅為晶硅的1/3，具有柔性、輕薄、可定制特性。不僅能在光伏領域與晶硅形成疊層互補，更能跨界延伸至顯示、傳感、儲能等場景。

“鈣鈦礦電池被視為下一代光伏技術。相較于傳統晶硅電池，鈣鈦礦電池因其柔性、質輕等特性，即使在陰天等弱光條件下，也能保持較為穩定的光電轉換效率?！本〇|方科技集團副總裁、首席品牌官司達說，鈣鈦礦電池應用場景更為廣泛，能夠應用于新能源汽車、光伏玻璃建筑一體化以及各類消費電子產品等。

相關技術研究取得新進展

當前，鈣鈦礦電池技術正在成為全球研究的熱點，我國已走在全球領先位置。

11月7日，中國科學院半導體研究所發布消息稱，該研究所游經碧研究員團隊在鈣鈦礦太陽能電池領域取得重要進展，研發出光電轉換效率為27.2%的鈣鈦礦太陽能電池原型器件，并顯著提升了其運行穩定性。相關研究成果在線發表于國際綜合期刊《科學》雜志。

據介紹，此次研發的鈣鈦礦太陽能電池原型器件在1個標準太陽光和最大功率輸出點條件下持續運行1529小時，而后仍可保持初始效率的86.3%。此外，器件在1個標準太陽光與85℃光熱耦合加速老化條件下，持續運行1000小時后仍能維持初始效率的82.8%。該研究實現鈣鈦礦太陽能電池效率與穩定性方面的協同提升，將為其產業化發展提供重要支撐。

同月12日，從南京工業大學獲悉，該校柔性電子全國重點實驗室主任、中國科學院院士黃維與王建浦、王娜娜教授團隊創新提出“層間光子循環”，將疊層鈣鈦礦發光二極管（LED）的外量子效率提升至45.5%。國際學術期刊《自然》12日在線發表了相關論文。

黃維表示，盡管團隊制備的疊層鈣鈦礦LED尚處于實驗室階段，但器件效率已達商業化水平，團隊將嘗試放大實驗室成果，穩步推進鈣鈦礦LED產業化。

近日，隆基綠能科技股份有限公司聯合蘇州大學、西安交通大學等研究團隊研發的商業尺寸硅片級柔性疊層電池效率達29.8%。該電池效率獲德國弗勞恩霍夫太陽能研究所認證，成為全球首個獲權威認證的該類型電池效率世界紀錄。

“技術革新正在推動鈣鈦礦電池加速走向產業化?！狈侗笳f。業內人士表示，目前，鈣鈦礦領域已呈現出“技術突破、產業落地與供應鏈自主化并進”發展態勢。

需完善產業生態體系

“行業要清醒地認識到，鈣鈦礦電池產業仍處于“從0-1”的關鍵跨越期，挑戰與機遇并存?！笔酚癫ㄕf，從技術端看，穩定性不足、大面積制備工藝不成熟，仍是“卡脖子”問題，如果要在極端環境下保障電池性能，還需持續攻關；從產業端看，核心材料需自主可控、檢測標準體系缺失、全產業鏈協同不足等問題亟待解決；從生產端看，基礎研究與產業化銜接不緊密、資本與技術匹配不準確的現象依然存在。

未來如何推動鈣鈦礦電池商業化？史玉波建議，要堅持以科技創新為核心，筑牢自立自強根基。科研機構要聚焦穩定性、核心材料、關鍵設備等瓶頸問題，加強基礎研究；企業要發揮創新主體作用，加快中試轉化，力爭在“卡脖子”領域實現自主可控，避免同質化競爭。而推動全產業鏈協調發力，構建產業生態體系，政府部門需要加快完善標準體系，優化政策支持，打通研發中試量產的堵點；企業間要加強協同，形成材料、設備應用的完整鏈條，提升產業的整體競爭力。

范斌認為，鼓勵更多企業參與進來，有助于整個鈣鈦礦電池技術生態的成熟。競爭帶來的不僅是壓力，還有產業鏈的完善和資本的匯聚。做的人越多，配套的供應商也就會越多，調用的資本量也會越大，技術進步才會越快。