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毫無疑問，當今的光伏市場是晶硅的天下。但晶硅光伏的效率卻快要達到天花板了。過去在60多年的時間里，已經(jīng)有三代太陽能電池發(fā)展出來。

第一代是以硅材料為基本材料的太陽能電池，是目前最成熟的主流商業(yè)電池；

第二代是薄膜太陽能電池，以銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)電池為代表，相比第一代具有厚度薄、光電轉化效率高等的優(yōu)勢，但部分因素也限制了這類電池的發(fā)展，如部分材料儲量稀少或有毒性，制備過程復雜等；

第三代為新型太陽能電池，主要包括鈣鈦礦太陽能電池、染料敏化太陽能電池、有機太陽能電池和量子點太陽能電池。

《日本經(jīng)濟新聞》也集結部分專家，對太陽能、風能、核電、二氧化碳回收等5個領域備受矚目的11項脫碳技術的普及程度進行了評估，結果發(fā)現(xiàn)，在即將實現(xiàn)商用的領域中，最引人關注的是下一代太陽能電池——鈣鈦礦電池，其可能成為能源行業(yè)的“游戲規(guī)則改變者”。

專家指出，鈣鈦礦太陽能電池憑借高效率、低成本、低能耗、應用場景豐富等特點，在降低光伏成本革命中備受關注，但其耐用性和穩(wěn)定性仍需進一步提高。

鈣鈦礦成為下一代新能源新秀

2013年，《科學》雜志評選十大突破，鈣鈦礦太陽能電池入選，被稱為最有前景的下一代光伏技術。

《日本經(jīng)濟新聞》在報道中指出，當前，鈣鈦礦電池主要有單結鈣鈦礦電池和疊層鈣鈦礦電池。疊層鈣鈦礦電池指鈣鈦礦層可堆疊在彼此之上，也可堆疊在傳統(tǒng)晶硅太陽能電池之上，形成能吸收更寬太陽光譜的“串聯(lián)”電池。

據(jù)美國《華爾街日報》網(wǎng)站近日報道，單結鈣鈦礦電池的理論轉換效率可達33%，而鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池的理論轉化效率可達43%，都超過單晶硅電池29.4%的理論轉換效率。今年6月，阿卜杜拉國王科技大學稱，該校研制的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池的轉換效率高達33.7%，創(chuàng)下世界紀錄。

此外，鈣鈦礦電池還具有輕、薄、可彎曲等特點，可鋪設在傳統(tǒng)硅基電池無法覆蓋的墻壁表面或列車車頂，操作工序十分簡單，且價格幾乎減半。東京大學教授瀨川浩司的測算顯示，到2030年日本鈣鈦礦電池覆蓋的面積最大可達470平方公里，發(fā)電能力為600萬千瓦，相當于6個核電站。

鈣鈦礦引來國際投資潮

在全球脫碳浪潮下，硅基電池的性能正在接近其理論極限，鈣鈦礦太陽能技術已成為眾多企業(yè)眼中的“香餑餑”。

歐洲PEPPERONI項目于去年11月1日啟動，旨在推進歐洲大陸的疊層太陽能光伏電池的制造和產(chǎn)能，重點關注鈣鈦礦/硅疊層電池，這一項目將持續(xù)4年，由“歐洲地平線”計劃與瑞士教育、研究和創(chuàng)新秘書處共同資助。

法國光伏組件商Voltec Solar和法蘭西島光伏研究所合作，計劃到2030年建設一處規(guī)模達5吉瓦的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池“超級工廠”。法蘭西島光伏研究所總經(jīng)理羅杰·德羅茲多夫斯基-施特雷爾表示，這是一場技術革命，與傳統(tǒng)技術目前可實現(xiàn)的最佳效率相比，它不僅能夠在光伏組件層面實現(xiàn)30%的效率，還能通過利用回收材料，減少能耗和材料消耗。Voltec Solar公司總經(jīng)理盧卡斯·韋斯則強調(diào)，串聯(lián)技術將是未來十年的主導光伏技術。

英國牛津光伏公司計劃今年推出其商用鈣鈦礦/硅疊層電池，預計轉換效率為27%。該公司也計劃在德國柏林附近擴建其試點工廠，并在2030年左右將生產(chǎn)規(guī)模擴大到10吉瓦。

盡管鈣鈦礦還沒有完全產(chǎn)業(yè)化，更沒有對傳統(tǒng)晶硅技術路線產(chǎn)生實質(zhì)性的威脅。但是舊勢力與新玩家之間的火藥味已經(jīng)逐漸彌漫。

產(chǎn)業(yè)資本、晶硅巨頭們盡管對鈣鈦礦有所涉獵，但更多是出于維護自身晶硅傳統(tǒng)勢力，或者是純粹的技術儲備，大多停留在實驗室階段，缺乏中試和兆瓦級生產(chǎn)線。

新玩家們則已經(jīng)開始籌劃著打開光伏市場天花板。

今年4月，七國集團氣候、能源和環(huán)境部長會議發(fā)布《聯(lián)合聲明》稱，將“推進鈣鈦礦太陽能電池等領域的技術革新”。

這是一個真正可以顛覆當前光伏產(chǎn)業(yè)的技術。據(jù)中國工業(yè)和信息化部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)量再創(chuàng)新高，行業(yè)總產(chǎn)值突破1.4萬億元人民幣。一旦鈣鈦礦技術完全成熟，晶硅產(chǎn)業(yè)鏈上的所有企業(yè)都將會面臨前所未有的壓力。