中國(guó)華能鈣鈦礦電池技術(shù)研發(fā)取得新突破 光伏電池技術(shù)迭代加速

    本報(bào)記者 殷高峰

    據(jù)中國(guó)華能集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó)華能”）微信公眾號(hào)消息，近日，經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，中國(guó)華能自主研發(fā)的大面積鈣鈦礦-晶硅疊層電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.12%（孔徑面積1337.4平方厘米），標(biāo)志著中國(guó)華能在鈣鈦礦電池技術(shù)研發(fā)方面取得新突破。

    該技術(shù)由中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司牽頭，華清鈣鈦礦光伏技術(shù)（北京）有限公司研發(fā)。鈣鈦礦及疊層組件可應(yīng)用于集中式電站、光伏建筑一體化和便攜式充電等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。

    “疊層電池的設(shè)計(jì)思想是利用不同禁帶寬度的子電池對(duì)光譜響應(yīng)范圍的不同，盡可能吸收最多的太陽(yáng)光，從而改善電池的光電性能。”一家光伏企業(yè)的技術(shù)人員對(duì)《證券日?qǐng)?bào)》記者表示，中國(guó)華能通過(guò)研發(fā)，成功提高了鈣鈦礦—晶硅疊層電池的轉(zhuǎn)換效率，這不僅是技術(shù)上的突破，更是對(duì)疊層電池設(shè)計(jì)理念的有力驗(yàn)證。

    技術(shù)持續(xù)突破

    鈣鈦礦電池屬于第三代電池，它的單結(jié)技術(shù)和疊層技術(shù)是并行發(fā)展的。近年來(lái)，鈣鈦礦疊層電池技術(shù)發(fā)展迅速，電池效率已突破30%，因其由兩個(gè)具有不同帶隙吸收體的電池組成，通過(guò)差異化吸收更寬范圍波長(zhǎng)的太陽(yáng)光，降低光熱損失，從而提升電池轉(zhuǎn)換效率。

    “疊層電池技術(shù)作為行業(yè)公認(rèn)的未來(lái)技術(shù)之光，各光伏企業(yè)始終保持該技術(shù)的前沿探索和降本的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。”上述技術(shù)人員表示，隨著技術(shù)的不斷突破，鈣鈦礦疊層電池的轉(zhuǎn)換效率有望達(dá)到35%，這將遠(yuǎn)超當(dāng)前晶硅光伏的效率上限。

    據(jù)歐洲太陽(yáng)能測(cè)試機(jī)構(gòu)（ESTI）的權(quán)威認(rèn)證，目前鈣鈦礦-晶硅疊層電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄是由隆基綠能科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“隆基綠能”）創(chuàng)造的34.6%。

    國(guó)家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司早在2019年起就開(kāi)展了鈣鈦礦疊層電池技術(shù)的研究。經(jīng)過(guò)持續(xù)研發(fā)，在2023年底小面積疊層電池效率已達(dá)到29.4%，并正在推進(jìn)大面積電池的技術(shù)開(kāi)發(fā)，以加快向產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)。

    “鈣鈦礦晶硅疊層電池未來(lái)不僅還有較大轉(zhuǎn)換效率的提升空間，其理論轉(zhuǎn)換效率將超過(guò)40%。同時(shí)鈣鈦礦電池還擁有材料容易獲取、工序簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。如果做到量產(chǎn)，其綜合成效將高于現(xiàn)有的晶硅電池。”萬(wàn)聯(lián)證券股份有限公司投資顧問(wèn)屈放在接受《證券日?qǐng)?bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示。

    積極推動(dòng)量產(chǎn)

    作為下一代光伏電池技術(shù)，近年來(lái)多家光伏企業(yè)正加速推進(jìn)鈣鈦礦和鈣鈦礦疊層電池的量產(chǎn)。

    今年6月份，隆基綠能的商業(yè)化M6尺寸鈣鈦礦-晶硅疊層電池轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了30.1%，這較此前該技術(shù)的世界紀(jì)錄提升了1.5個(gè)百分點(diǎn)。

    協(xié)鑫（集團(tuán)）控股有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人向《證券日?qǐng)?bào)》記者透露：“目前，公司鈣鈦礦GW級(jí)項(xiàng)目正在緊鑼密鼓進(jìn)行中，預(yù)計(jì)首片將在近期下線(xiàn)。”

    作為國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展鈣鈦礦電池技術(shù)研發(fā)的能源企業(yè)之一，經(jīng)過(guò)10余年攻關(guān)，中國(guó)華能建立了系統(tǒng)完善的鈣鈦礦電池研發(fā)、中試和檢測(cè)分析平臺(tái)，掌握了大面積高效率鈣鈦礦及疊層組件制備技術(shù)，并率先開(kāi)展鈣鈦礦光伏技術(shù)示范應(yīng)用，進(jìn)行了多場(chǎng)景鈣鈦礦組件千瓦級(jí)示范系統(tǒng)驗(yàn)證，建成國(guó)際首個(gè)平米級(jí)鈣鈦礦商用組件兆瓦級(jí)示范電站。

    此外，據(jù)《證券日?qǐng)?bào)》記者了解，目前，不少企業(yè)結(jié)合國(guó)內(nèi)多種氣候條件，在多地建立了鈣鈦礦疊層的實(shí)證電站，包括IEC加嚴(yán)測(cè)試等。

    “鈣鈦礦疊層電池是未來(lái)量產(chǎn)光伏電池極限效率突破30%的重要路徑。”上海交通大學(xué)太陽(yáng)能研究所所長(zhǎng)沈文忠對(duì)《證券日?qǐng)?bào)》記者表示。

    盡管鈣鈦礦電池具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在業(yè)內(nèi)看來(lái)，其在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。“目前制約該技術(shù)的核心一方面是低成本化量產(chǎn)，一方面是進(jìn)一步提高電池的穩(wěn)定性。”上述技術(shù)人員表示。

    雖然面臨諸多挑戰(zhàn)，但在業(yè)界看來(lái)，鈣鈦礦疊層電池在光伏領(lǐng)域的前景仍然廣闊。“在應(yīng)用場(chǎng)景方面，未來(lái)鈣鈦礦疊層電池?fù)碛懈鼮閺V闊的空間，包括光伏建筑一體化，車(chē)載光伏系統(tǒng)等。”屈放表示，雖然目前鈣鈦礦疊層電池仍然處于初期發(fā)展階段，包括穩(wěn)定性、最終成本價(jià)格、轉(zhuǎn)換效率都有繼續(xù)提升的空間。但從目前的研發(fā)和量產(chǎn)的推進(jìn)速度來(lái)看，光伏電池技術(shù)的迭代正在加速，未來(lái)不久鈣鈦礦疊層電池的商業(yè)化將成為現(xiàn)實(shí)。

（編輯 喬川川）