“在與晶硅搭檔制備疊層電池的候選材料中，鈣鈦礦是目前最主要的競(jìng)爭(zhēng)者。但別忘了，鈣鈦礦作為太陽(yáng)能電池材料的潛力，直到2009年才被發(fā)現(xiàn)。因此，可能有穩(wěn)定性優(yōu)于鈣鈦礦的材料存在，只是尚未被我們發(fā)現(xiàn)。”被譽(yù)為“世界太陽(yáng)能之父”的澳大利亞新南威爾士大學(xué)教授馬丁·格林對(duì)澎湃新聞表示，鈣鈦礦的穩(wěn)定性問題可能在未來五年、十年解決，也可能永遠(yuǎn)解決不了。隨著人工智能的發(fā)展，業(yè)界或許能比以往更快找到鈣鈦礦的“替代品”。
馬丁·格林在近日舉行的2025第八屆中國(guó)國(guó)際光伏與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大會(huì)期間分享了上述觀點(diǎn)。他強(qiáng)調(diào)，鈣鈦礦的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)非常出色，但最高效率主要集中在小面積器件上，一旦大面積制備，仍受限于穩(wěn)定性瓶頸。晶硅是一種比較穩(wěn)定的技術(shù)，迄今為止鈣鈦礦還不夠穩(wěn)定，兩者的匹配并不完美。“圍繞穩(wěn)定性，鈣鈦礦還需要做大量的研究工作。”
高強(qiáng)度的論文產(chǎn)出、初創(chuàng)公司的密集涌現(xiàn)、風(fēng)險(xiǎn)投資（VC/PE）蜂擁而上的押注，一度讓鈣鈦礦成為最具關(guān)注度的下一代光伏材料。然而，由于遲遲未能邁過至關(guān)重要的穩(wěn)定性門檻，這一“明星材料”的大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程面臨“無限期推遲”。
據(jù)澎湃新聞梳理，2025年2月，極電光能全球首條準(zhǔn)GW級(jí)產(chǎn)線投入量產(chǎn)，預(yù)計(jì)每年可產(chǎn)出180萬片鈣鈦礦光伏組件；同月，仁爍光能GW級(jí)鈣鈦礦項(xiàng)目啟動(dòng)儀式在江蘇常熟舉行，預(yù)計(jì)2026年初投產(chǎn)；2025年6月，協(xié)鑫光電GW級(jí)基地在江蘇昆山正式投產(chǎn)，成為全球首個(gè)GW級(jí)鈣鈦礦疊層組件生產(chǎn)基地；此外，纖納光電準(zhǔn)GW級(jí)鈣鈦礦產(chǎn)線也計(jì)劃于2026年初投產(chǎn)。
多家券商為之高呼：鈣鈦礦效率持續(xù)提升，GW級(jí)產(chǎn)線逐步落地，產(chǎn)業(yè)曙光漸近。
但身為太陽(yáng)能電池領(lǐng)域泰斗級(jí)人物的馬丁·格林旗幟鮮明地潑下一盆冷水：除非穩(wěn)定性問題得到真正解決，否則難以給出晶硅/鈣鈦礦疊層組件GW級(jí)量產(chǎn)的確切時(shí)間表。
“我認(rèn)為行業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了：如果要繼續(xù)提高效率，必須看看除鈣鈦礦之外的其他路徑，比如高效背接觸（BC）晶硅電池。或許還可以重新審視過去提出、但近年來很少被研究的工藝和方案。”馬丁·格林對(duì)澎湃新聞稱，“除了采用與鈣鈦礦的疊層結(jié)構(gòu)，我們還在考慮其他繼續(xù)提高晶硅電池效率的方法。”
上海交通大學(xué)太陽(yáng)能研究所所長(zhǎng)沈文忠同樣認(rèn)為，目前的鈣鈦礦很難形成對(duì)晶硅技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，5年內(nèi)看不到GW級(jí)別的產(chǎn)量。“鈣鈦礦技術(shù)不管是單結(jié)還是疊層，在5年內(nèi)對(duì)BC形成不了任何競(jìng)爭(zhēng)力。”他說，“未來的技術(shù)一定是將這三類技術(shù)（指TOPCon、BC、HJT）融合發(fā)展，比如通威的TBC。”
沈文忠此前曾對(duì)澎湃新聞解釋稱，鈣鈦礦的穩(wěn)定性問題很難徹底解決，“這是由材料性質(zhì)決定的。鈣鈦礦的高效來自于它的離子遷移，離子遷移又是造成不穩(wěn)定的根源，所以這事就無解了，只能是通過一些措施在有限范圍內(nèi)解決這個(gè)問題。”
“各種背接觸技術(shù)的商業(yè)化，會(huì)比鈣鈦礦快得多。”馬丁·格林判斷，行業(yè)在TOPcon之后的下一輪技術(shù)大躍遷，將會(huì)在HBC、TBC或HTBC中展開：用 TOPCon 做背接觸的路線是TBC，用異質(zhì)結(jié)做背接觸的是HBC，兩者結(jié)合的混合背接觸結(jié)構(gòu)為HTBC。
不容忽視的是，持續(xù)多年的高歌猛進(jìn)之后，全球主要光伏市場(chǎng)均已出現(xiàn)電網(wǎng)消納瓶頸，這將是阻礙太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)張的核心因素。
“制約行業(yè)發(fā)展的已經(jīng)不再是成本或制造能力，而是電網(wǎng)的消納能力。”馬丁·格林指出，過去十年，全球太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到30%，已經(jīng)成為成本最低的電力來源。但電網(wǎng)設(shè)計(jì)的初衷并非為了充分容納分布式小型發(fā)電機(jī)組的廣泛接入。
“澳大利亞目前遇到的問題，會(huì)是未來其他國(guó)家將面臨的挑戰(zhàn)。”他表示，在澳大利亞，太陽(yáng)能目前占全國(guó)總電力供應(yīng)的20%，這比中國(guó)更高。且絕大多數(shù)太陽(yáng)能系統(tǒng)為私人所有，安裝在私人住宅的屋頂上，這使得澳大利亞率先直面電網(wǎng)適配問題——為了供需匹配，儲(chǔ)能設(shè)施成為剛需，鋰離子電池儲(chǔ)能是近期主流選擇，抽水蓄能項(xiàng)目正在加速開發(fā)，氫能則被視為長(zhǎng)期儲(chǔ)能的重要方向。
“澳大利亞正在發(fā)生的是，私人住宅需要承擔(dān)更多消納太陽(yáng)能的責(zé)任，許多家庭安裝了儲(chǔ)能系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電量與家庭用電負(fù)荷的匹配。”他稱，澳大利亞正在推動(dòng)家庭能源自主管理，已經(jīng)有一些手機(jī)應(yīng)用程序可以幫助用戶匹配發(fā)電量與用電量。比如，一些應(yīng)用可幫助用戶在光伏發(fā)電高峰時(shí)啟動(dòng)家電，未來還將實(shí)現(xiàn)發(fā)電量與電網(wǎng)需求的平衡。
根據(jù)將于明年7月生效的新規(guī)定，澳大利亞電力公司將被迫在白天的中間時(shí)段為所有家庭提供三小時(shí)免費(fèi)電力。這一計(jì)劃被澳大利亞政府稱之為“太陽(yáng)能共享計(jì)劃”（The Solar Sharer program），適用于所有房屋和公寓。根據(jù)政府估計(jì)，如果家庭在免費(fèi)電力時(shí)段為電動(dòng)汽車充電或在該時(shí)段開啟耗電量大的電器，如熱水器、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)和烘干機(jī)，每年可節(jié)省高達(dá)800澳元的電費(fèi)。
馬丁·格林稱之為“有趣的實(shí)驗(yàn)”：太陽(yáng)能發(fā)電在中午前后的發(fā)電量通常很大，在午間提供免費(fèi)電力將鼓勵(lì)人們將用電需求轉(zhuǎn)移到中午，從而減輕晚間的用電負(fù)荷。他認(rèn)為，未來的一大發(fā)展趨勢(shì)，是更多用戶成為自身能源的獨(dú)立生產(chǎn)者，并自主控制能源使用。
（原標(biāo)題 “世界太陽(yáng)能之父”：穩(wěn)定性未解，鈣鈦礦大規(guī)模商業(yè)化可能遙遙無期）
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