（一）鈣鈦礦技術概述

鈣鈦礦（perovskite）是指以俄國地質學家Lev Perovski名字命名的一類具有ABX3結構的礦物化合物（如CaTiO3），而具有光伏效應的鈣鈦礦材料主要是一類具有相同晶體結構的雜化金屬鹵化物鈣鈦礦。鈣鈦礦太陽電池（PerovskiteSolar Cells-PSC）是指使用“有機-無機雜化金屬鹵化物”作為光敏層的一類薄膜太陽電池。由于所使用的光敏材料與鈣鈦復合氧化物（CaTiO3）具有相同的晶體結構，所以被稱為“鈣鈦礦太陽電池”。

（二）技術研發進展

1.光電(dian)轉(zhuan)換效率(lv)

截至2024年5月，鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)-晶硅(gui)疊(die)層(ceng)太(tai)陽(yang)電池的(de)世(shi)界(jie)最(zui)(zui)高(gao)紀(ji)錄效率(lv)(lv)為33.9%（面積(ji)：1.0044 cm2），由(you)隆基(ji)綠能(neng)（LONGi）創造(zao)；鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)-晶硅(gui)疊(die)層(ceng)小(xiao)組(zu)件(jian)的(de)世(shi)界(jie)最(zui)(zui)高(gao)紀(ji)錄效率(lv)(lv)為28.6%（面積(ji)：258.14 cm2），由(you)英國牛(niu)津光伏（Oxford PV）保(bao)持(chi)(chi)；鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)-鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)疊(die)層(ceng)電池的(de)世(shi)界(jie)最(zui)(zui)高(gao)紀(ji)錄效率(lv)(lv)為29.1%（面積(ji)：0.0489 cm2），由(you)南京大學和仁(ren)爍(shuo)(shuo)光能(neng)（NanjingU/Renshine）保(bao)持(chi)(chi)；鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)-鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)疊(die)層(ceng)大面積(ji)電池的(de)世(shi)界(jie)最(zui)(zui)高(gao)紀(ji)錄效率(lv)(lv)為28.2%（面積(ji)：1.038 cm2），由(you)南京大學和仁(ren)爍(shuo)(shuo)光能(neng)保(bao)持(chi)(chi)；鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)-鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)疊(die)層(ceng)微型(xing)組(zu)件(jian)的(de)世(shi)界(jie)最(zui)(zui)高(gao)紀(ji)錄效率(lv)(lv)為24.5%（面積(ji)：20.25 cm2），也由(you)南京大學和仁(ren)爍(shuo)(shuo)光能(neng)保(bao)持(chi)(chi)。

2.鈣(gai)鈦礦電池穩定性(xing)

鈣(gai)鈦(tai)礦商業化組件(jian)的穩定性也得到了(le)大幅提升。2022年(nian)杭(hang)州纖(xian)納1.2m′0.6m的鈣(gai)鈦(tai)礦組件(jian)經德國(guo)電氣工程師(shi)協會（VDE）權威認證，通過了(le)IEC61215、IEC61730穩定性全(quan)體系(xi)測(ce)試。2023年(nian)極電光能1.2m′0.6m的鈣(gai)鈦(tai)礦組件(jian)經德國(guo)萊茵(yin)認證公司TUV權威認證，獲得了(le)首張IEC61215、IEC61730的商用證書。

事實上，在鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽電池效(xiao)率(lv)(lv)和(he)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)研(yan)究上，科(ke)研(yan)人員并(bing)沒有或(huo)者沒法同(tong)(tong)步提升(sheng)(sheng)效(xiao)率(lv)(lv)和(he)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)，即高效(xiao)率(lv)(lv)不(bu)代表穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)也高，高穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)電池不(bu)代表效(xiao)率(lv)(lv)也高，大(da)多情況下效(xiao)率(lv)(lv)和(he)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)無法兼顧，因而需(xu)要協(xie)同(tong)(tong)提升(sheng)(sheng)鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽電池的(de)效(xiao)率(lv)(lv)和(he)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)是業界新課題(ti)。在鈣(gai)鈦礦(kuang)光伏產(chan)業化(hua)進(jin)程中，大(da)面積、規模化(hua)量產(chan)的(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)商業化(hua)組件(jian)在“穩效(xiao)協(xie)同(tong)(tong)”（即效(xiao)率(lv)(lv)和(he)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)同(tong)(tong)步提升(sheng)(sheng)）上需(xu)要取得新突破。

（三）國內鈣鈦礦產業化進展

產能(neng)(neng)(neng)(neng)不斷擴大(da)。截(jie)止2024年3月底，國(guo)內已(yi)有纖納光電、協鑫(xin)光電和極電光能(neng)(neng)(neng)(neng)3家百兆瓦(wa)級鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)產線通線。仁爍光能(neng)(neng)(neng)(neng)、萬度光能(neng)(neng)(neng)(neng)、曜能(neng)(neng)(neng)(neng)科技、脈絡(luo)能(neng)(neng)(neng)(neng)源4家公司(si)(si)百兆瓦(wa)級鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)中(zhong)試線已(yi)陸續建成。此外，多家鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)公司(si)(si)正(zheng)在建設中(zhong)試線以(yi)及更(geng)多的實驗室小試線建成或(huo)在建。隆基(ji)綠能(neng)(neng)(neng)(neng)、晶科能(neng)(neng)(neng)(neng)源、通威(wei)、正(zheng)泰新能(neng)(neng)(neng)(neng)、天合光能(neng)(neng)(neng)(neng)、阿特斯等(deng)晶硅電池(chi)(chi)企業依托晶硅太陽(yang)電池(chi)(chi)的技術優勢，選擇鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)-晶硅疊層(ceng)太陽(yang)電池(chi)(chi)路線，突破(po)晶硅太陽(yang)電池(chi)(chi)的效率限制。寧(ning)德(de)時代、比亞(ya)迪、京東方等(deng)上(shang)市(shi)公司(si)(si)也有布局鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)行(xing)業，進(jin)行(xing)相關(guan)技術和專利儲備。

組件(jian)(jian)邁進商業(ye)化(hua)(hua)門檻。2023年，鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦光(guang)伏標(biao)準組件(jian)(jian)也實現了歷(li)史性的跨(kua)越，向大規模(mo)商業(ye)化(hua)(hua)邁出了一大步(bu)。纖納光(guang)電(dian)、協(xie)鑫光(guang)電(dian)、極電(dian)光(guang)能均有標(biao)準鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦組件(jian)(jian)發電(dian)項目竣工(gong)發電(dian)。11月底(di)，三峽集團鄂爾(er)多(duo)斯1MW鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦電(dian)站并網。這(zhe)些項目將為鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦標(biao)準組件(jian)(jian)實現大規模(mo)商業(ye)化(hua)(hua)應用積累寶貴(gui)經驗。

持(chi)續有新入局者。2023年6月，中(zhong)國核電(dian)審議通(tong)過了《關(guan)于柔(rou)性(xing)、剛(gang)性(xing)鈣鈦礦商業級(ji)中(zhong)試(shi)產線研發科(ke)研項(xiang)目(mu)立(li)項(xiang)的議案》，2023年將(jiang)重(zhong)點加速鈣(gai)鈦(tai)礦太(tai)陽能(neng)電池產業(ye)化進程。2023年11月，顯示面板龍頭京東(dong)方啟動鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏(fu)項(xiang)目，正(zheng)式進軍光伏(fu)行業(ye)；2023年11月，比(bi)亞(ya)迪在投(tou)資者關系活動發布中介紹旗下(xia)光伏(fu)業(ye)務時，提到"比(bi)亞(ya)迪已(yi)積極布局了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)電池技術"。

持(chi)續(xu)(xu)受(shou)資(zi)本市(shi)(shi)場(chang)(chang)看好(hao)。不(bu)同(tong)于宏觀市(shi)(shi)場(chang)(chang)環境表現(xian)，鈣鈦礦光伏企業持(chi)續(xu)(xu)受(shou)資(zi)本市(shi)(shi)場(chang)(chang)追捧，2023年(nian)全年(nian)至少有7家(jia)鈣鈦礦企業完(wan)成新(xin)一(yi)輪股權融(rong)資(zi)。

（四）存在的主要問題

1.產(chan)品穩(wen)(wen)定(ding)性及商業化待驗(yan)證(zheng)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性是(shi)各(ge)界普遍關(guan)心的(de)(de)問題。早(zao)期的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)器件穩(wen)(wen)定(ding)性較差，但近幾年得到(dao)了極大(da)的(de)(de)提(ti)(ti)升。學術界對影響鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)穩(wen)(wen)定(ding)性的(de)(de)原因有了比較深(shen)入的(de)(de)理(li)解，并針對性地提(ti)(ti)出(chu)了各(ge)種解決方(fang)案。但學術界提(ti)(ti)出(chu)的(de)(de)解決方(fang)案需要更多(duo)的(de)(de)實(shi)驗(yan)進行驗(yan)證(zheng)；在工(gong)(gong)程上，如何把(ba)學術界提(ti)(ti)出(chu)的(de)(de)方(fang)案應(ying)用到(dao)工(gong)(gong)程之中(zhong)需要大(da)量的(de)(de)二(er)次開發工(gong)(gong)作。2023年，頭部企業陸續展開鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電站(zhan)野(ye)外實(shi)證(zheng)數據的(de)(de)收集，預計2024-2025年將會(hui)有更多(duo)的(de)(de)野(ye)外數據對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)產(chan)品穩(wen)(wen)定(ding)性提(ti)(ti)供驗(yan)證(zheng)支撐(cheng)。

2.產業生態發(fa)展不(bu)成熟鈣(gai)鈦礦組件(jian)(jian)的生產制造需要成熟的專(zhuan)門設備。目前，用于大面積鈣(gai)鈦礦組件(jian)(jian)制備的設備都(dou)是(shi)從其它(ta)領域移(yi)植過來的，還沒有完成與鈣(gai)鈦礦相關(guan)制造技(ji)術的融合。未(wei)來，應該基于鈣(gai)鈦礦生產涉及(ji)到(dao)的材(cai)料(liao)和工藝技(ji)術開發(fa)出成熟的專(zhuan)用設備。

3.鈣鈦(tai)礦(kuang)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)測試(shi)及功(gong)率(lv)標定(ding)(ding)問題首先(xian)，國際(ji)認證(zheng)機構(gou)對光伏電池(chi)（組件(jian)）測試(shi)的(de)(de)(de)面(mian)(mian)積(ji)(ji)定(ding)(ding)義僅(jin)限(xian)(xian)三(san)(san)種：全面(mian)(mian)積(ji)(ji)、孔(kong)徑(jing)面(mian)(mian)積(ji)(ji)和限(xian)(xian)定(ding)(ding)輻照面(mian)(mian)積(ji)(ji)。全面(mian)(mian)積(ji)(ji)與孔(kong)徑(jing)面(mian)(mian)積(ji)(ji)一般在成熟商業化組件(jian)的(de)(de)(de)測試(shi)中采(cai)用。而鈣鈦(tai)礦(kuang)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)認證(zheng)普遍(bian)采(cai)用限(xian)(xian)定(ding)(ding)輻照面(mian)(mian)積(ji)(ji)法(fa)來(lai)進行(xing)電池(chi)和組件(jian)的(de)(de)(de)測試(shi)。但行(xing)業內仍有不少第(di)三(san)(san)方認證(zheng)機構(gou)采(cai)用的(de)(de)(de)是“去死區(qu)”的(de)(de)(de)方法(fa)，造成因組件(jian)死區(qu)面(mian)(mian)積(ji)(ji)比例不同造成的(de)(de)(de)測試(shi)結(jie)果偏差和應用效(xiao)果偏差。

其次，兩個國際權威的(de)圖表只承(cheng)認所謂的(de)“穩態效率”，而(er)穩態效率的(de)測(ce)試非常復雜，無(wu)法(fa)在生(sheng)產線(xian)上推廣使用；光伏行業(ye)最常用的(de)功率檢(jian)(jian)測(ce)手段“IV掃(sao)描法(fa)”對于(yu)(yu)鈣鈦礦(kuang)組(zu)件(jian)而(er)言(yan)，測(ce)量(liang)結果對測(ce)量(liang)條件(jian)（掃(sao)描方向、掃(sao)描速度(du)等）過于(yu)(yu)敏感，給準確的(de)功率標定(ding)造成了很大的(de)困難。因此需要學術界(jie)、產業(ye)界(jie)、設備方聯手，制定(ding)一(yi)種可靠、快(kuai)捷的(de)組(zu)件(jian)電學參數檢(jian)(jian)驗檢(jian)(jian)測(ce)標準。

第三，鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)組(zu)(zu)件(jian)的(de)弱光性能和溫度系(xi)數均優于晶硅(gui)(gui)。在相同(tong)條件(jian)下，鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)組(zu)(zu)件(jian)發電量(liang)高于晶硅(gui)(gui)。在測試過程中如果(guo)按(an)照原來晶硅(gui)(gui)組(zu)(zu)件(jian)的(de)測試標準(zhun)，會導致鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)組(zu)(zu)件(jian)的(de)測試結果(guo)誤差(cha)較大。因此，建立一套新(xin)的(de)標準(zhun)來標注(zhu)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)組(zu)(zu)件(jian)功率(lv)顯得(de)至關重要。

4.量產組(zu)件的(de)效(xiao)率(lv)與穩定(ding)性(xing)(xing)需(xu)要協(xie)同(tong)提高(gao)隨(sui)著組(zu)件面(mian)積的(de)放大，其光電(dian)轉換效(xiao)率(lv)明顯降低，而且這些高(gao)效(xiao)率(lv)電(dian)池和組(zu)件基本無法保證其穩定(ding)性(xing)(xing)。如何制備同(tong)時(shi)具有高(gao)效(xiao)率(lv)和高(gao)穩定(ding)性(xing)(xing)的(de)大面(mian)積鈣鈦礦組(zu)件，即“穩效(xiao)協(xie)同(tong)”的(de)量產組(zu)件，是(shi)各界普遍關(guan)注的(de)問題(ti)，也是(shi)鈣鈦礦產業化的(de)關(guan)鍵(jian)問題(ti)。