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據(jù)報(bào)道，4月2日，無(wú)錫極電光能科技有限公司對(duì)外宣布在大面積鈣鈦礦組件效率上取得了突破性進(jìn)展，經(jīng)全球權(quán)威測(cè)試機(jī)構(gòu)JET(日本電氣安全環(huán)境研究所)嚴(yán)格檢測(cè)，在63.98cm2的鈣鈦礦光伏組件上實(shí)現(xiàn)20.5%的光電轉(zhuǎn)換效率。

該效率是目前全球范圍內(nèi)大面積鈣鈦礦組件效率的最高紀(jì)錄，已經(jīng)與當(dāng)前主流晶硅產(chǎn)品效率相當(dāng)。

而大面積制備較難的原因是，首先均勻鈣鈦礦涂層比較困難;其次，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室中使用微小電池時(shí)，使用TCO薄膜收集電流，這些TCO薄膜可以通過大量光線，但具有微小電阻，在較大的面積上，電阻率的問題將變得更加明顯。

這一開創(chuàng)性的數(shù)據(jù)帶來(lái)的最直觀的結(jié)果，就是極電光能朝著產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方向邁進(jìn)了堅(jiān)實(shí)的一步，最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)只是時(shí)間問題。

鈣鈦礦材料及組件生產(chǎn)流程

鈣鈦礦是以俄羅斯礦物學(xué)家Lev Perovski的名字命名的，是一種具有與礦物鈣鈦氧化物(最早發(fā)現(xiàn)的鈣鈦礦晶體CaTiO3)相同的晶體結(jié)構(gòu)的材料。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC，perovskitesolarcell)是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦最初單指鈦酸鈣(CaTiO3)這種礦物，后來(lái)把結(jié)構(gòu)為ABX3以及與之類似的晶體統(tǒng)稱為鈣鈦礦物質(zhì)。

鈣鈦礦電池屬于第三代太陽(yáng)能電池，其結(jié)構(gòu)大致可以分為正置(n-i-p)結(jié)構(gòu)和倒置(p-i-n)結(jié)構(gòu)兩大類，電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。以反型平面鈣鈦礦電池為例，自下往上依次為：玻璃、透明電極(ITO或FTO)、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層、金屬電極。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率高、制作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本和材料成本低。核心光電轉(zhuǎn)換材料具有廉價(jià)、可溶液制備的特點(diǎn)，便于采用不需要真空條件的卷對(duì)卷技術(shù)制備，比傳統(tǒng)的硅電池更易生產(chǎn)。

設(shè)備投資方面，鈣鈦礦電池的生產(chǎn)設(shè)備用到的真空設(shè)備較少，目前由于規(guī)模較小，且仍在探索階段，多為非標(biāo)定制化生產(chǎn)。

理論效率來(lái)看，新式鈣鈦光伏電池的單層理論效率可達(dá)31%，鈣鈦礦疊層電池，包括晶硅/鈣鈦礦的雙節(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達(dá)35%，鈣鈦礦三節(jié)層電池理論效率可達(dá)45%以上。

中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和“30.60”目標(biāo)需要的投資規(guī)模在100萬(wàn)億元以上，而光伏產(chǎn)業(yè)在其中的占比頗高。更高效率、更低成本的光伏技術(shù)，是光伏發(fā)電大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的重要支撐。

鈣鈦礦太陽(yáng)電池是下一代極具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)路線，但目前仍然面臨產(chǎn)業(yè)化的一些阻礙，還需要時(shí)間將各種問題有效解決，目前來(lái)看產(chǎn)業(yè)資本介入的意愿在提升，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加快。

原標(biāo)題：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池：下一代光伏極具競(jìng)爭(zhēng)力的電池路線