「鈣鈦礦」正在成為多地推進碳達峰碳中和，實作高品質發展的一個重要領域。
第一財經記者近日觀察發現，推動鈣鈦礦等技術叠代套用以及計畫招引和落地，被多地列入碳達峰實施方案。此外，多家頭部企業近日也表示，將重點布局鈣鈦礦研發和生產。
不過，由於存在鈣鈦礦材料穩定性不足、規模化生產技術的不成熟以及缺乏長期的可靠性測試方法和標準等問題，鈣鈦礦產業大發展的時機尚未到來，未來發展前景仍有待觀察。
產業正處於快速發展階段
鈣鈦礦是一種具有特定晶體結構的材料，由於其獨特的光電特性，如高吸光系數、低激子束縛能、高載流子遷移率和高缺陷容忍度，被廣泛套用於多個領域，尤其是在太陽能電池領域展現出巨大的潛力。
與傳統薄膜電池相比，鈣鈦礦薄膜電池可擺脫對環境和高造價原材料的依賴，降低操作難度。由於具備生產成本低等優勢，近年來，鈣鈦礦太陽能電池被視為最有希望取代傳統石化能源的新能源電池之一。
早在8年前，上海交通大學韓禮元教授團隊就研發出鈣鈦礦太陽能元件，能量轉化效率突破了12%。目前，鈣鈦礦光電轉換效率已提升到25%以上。深圳光因科技有限公司（下稱「光因科技」）本月宣布，其自主研發的鈣鈦礦單元電池轉化效率達到26.20%，連續四次打破單元電池光電轉換效率世界紀錄。
鈣鈦礦電池還可以與矽電池板結合，制造出效率更高的串聯電池，這對於提高太陽能電池的整體效率具有重要意義。業內專家預測，未來幾年內，鈣鈦礦太陽能電池的效率將進一步提高，成本將進一步降低。
在日前舉辦的第11屆國際清潔能源論壇大會鈣鈦礦專題論壇上，華蓋資本投資總監劉淩韜介紹，截至目前，鈣鈦礦產業在江蘇、廣東、浙江、上海、山西、河南、山西等省市均有分布。
中國鈣鈦礦產業重點省份分布。資料來源：華蓋資本
「目前，鈣鈦礦產業正處於快速發展階段，成為全球研究和投資的熱門領域。」專家介紹，目前，有超過6000家機構和100多個國家參與技術研發。自2022年以來，許多中國企業已涉足鈣鈦礦領域，投入資金用於研發和新建生產線。
「鈣鈦礦及疊層電池是光伏領域下一代主流技術。」劉淩韜表示，未來5-10年內，鈣鈦礦晶矽疊層電池有望達到超過30%的疊層元件效率，在現有產線基礎上新增鈣鈦礦工藝即可完成產品升級。鈣鈦礦作為第三代全新光伏技術，具有成本低廉、轉換效率高、適宜做大面積等諸多優點。
光電轉換效率正在不斷重新整理
第一財經記者梳理公開資訊發現，目前，推動鈣鈦礦產業發展已被列入一些地方碳達峰實施方案，並已開始產業布局。
【國家碳達峰試點（杭州）實施方案】提出，實施能源低碳轉型攻堅行動。推動碲化鎘、鈣鈦礦等技術叠代套用；【國家碳達峰試點（青島）實施方案】提出，推進科技成果轉化套用。推動鈣鈦礦太陽能電池計畫招引和落地，引導綠電—綠氫——綠碳產業鏈各環節快速發展；
【國家碳達峰試點（長治高新技術產業開發區）實施方案】也提出，支持光伏企業加強穿隧氧化層鈍化接觸（TOPCon）、異質結（HJT）、鈣鈦礦等下一代電池技術研發。
此外，多家頭部企業近日也表示，將重點布局鈣鈦礦研發和生產。中國華能微信公眾號近日釋出訊息稱，經第三方權威機構認證，中國華能自主研發的大面積鈣鈦礦—晶矽疊層電池轉換效率達26.12%（孔徑面積1337.4平方厘米），標誌著華能在鈣鈦礦電池技術研發方面取得新突破。
第11屆國際清潔能源論壇大會鈣鈦礦專題論壇現場。攝影/章軻
中國華能介紹，該技術由華能清潔能源技術研究院牽頭，華清鈣鈦礦光伏技術（北京）有限公司研發。鈣鈦礦及疊層元件可套用於集中式電站、光伏建築一體化和人員攜行式充電等領域，具有廣泛的套用前景。
京山輕機近日在接受機構調研時表示，未來，仍然要重點關註GW級鈣鈦礦產線的進展，這是行業產業化的重要標誌，需要產業鏈上下遊的通力合作；捷佳偉創表示，具備鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層量產型整線裝備的研發和供應能力，已向十多家光伏頭部企業和行業新興企業及研究機構提供鈣鈦礦裝備及服務，自建的鈣鈦礦中試線已正式投產營運。
深圳光因科技有限公司（下稱「光因科技」）研發工程師張林告訴記者，光因科技整合了上海交通大學的大面積鈣鈦礦薄膜離子耦合技術、電荷傳輸層離子電荷協同輸運技術，同時開發了核心的裝置工藝匹配性技術等，使鈣鈦礦元件的穩定效率持續提升。
張林介紹，截至目前，光因科技已連續9次重新整理鈣鈦礦電池效率紀錄，在1平方厘米光電轉換效率方面保持著世界領先地位。
鈣鈦礦產業面臨的挑戰
行業預測顯示，2030年鈣鈦礦電池滲透率將增長至30%。業內專家對第一財經記者表示，目前，鈣鈦礦電池已經進入了商業化的關鍵節點，隨著技術的不斷提升，未來實作大規模生產的可能性是存在的，但目前仍面臨一些挑戰。如鈣鈦礦材料的穩定性問題、規模化生產技術的不成熟以及缺乏長期的可靠性測試方法和標準等。
脈絡能源董事會秘書陳軍榮表示，盡管鈣鈦礦太陽電池的光電轉化效率在快速提升，量產元件有很大潛力，但穩定性仍然是最大挑戰。鈣鈦礦光伏技術的大規模量產取決於市場客戶的采購意願。
中國華能集團清潔能源技術研究院光伏部一級業務經理周養盈對第一財經記者表示，標準化滯後是行業發展面臨的重要問題。當前，通用光伏標準已超過500項，但鈣鈦礦專有標準不到10項。鈣鈦礦光伏作為一項新技術，在穩定性、成本控制、良品率、標準、技術路線、工程驗證等方面還有諸多挑戰，需要一段時間進行技術熟化。
周養盈分析稱，「每提高1%的元件效率，會降低5%的光伏系統成本」，這在元件效率較低的情況下是比較適用的。但是在效率越來越高的情況下，邊界收益會遞減，尤其是超過30%時，收益更加趨緩。「這不僅僅是一個技術問題，也是一個經濟問題。」
不過，業內專家從政策和產業發展的角度，仍然看好鈣鈦礦產業的未來前景。
【「十三五」國家科技創新規劃】和【「十三五」國家戰略性新興產業發展規劃】提出，加強鈣鈦礦等新型高效低成本太陽能電池技術研發。重點發展鈣鈦礦電子材料；【「十四五」能源領域科技創新規劃】強調，開展高效鈣鈦礦電池制備與產業化生產技術示範試驗。
國家發展改革委辦公廳、國家能源局綜合司【關於促進光伏產業鏈健康發展有關事項的通知】提出，完善產業鏈綜合支持措施。落實相關規劃部署，突破高效晶體矽電池、高效鈣鈦礦電池等低成本產業化技術，推動光伏發電降本增效，促進高品質發展。
中國財政科學研究院資源環境和生態文明研究中心主任陳少強表示，非化石能源是中國能源低碳轉型的方向，但由於前期成本高和市場套用不廣等問題，市場主體投資意願不足，未來應加大財政支持力度。
(本文來自第一財經)
