“鈣鈦礦”概念已經(jīng)被爆炒過幾輪了。

(相關(guān)資料圖)

有投資人說，在咖啡廳等人的間隙，就能聽到有人在談?wù)撯}鈦礦。

概念如此狂熱，產(chǎn)業(yè)魚龍混雜，好消息與壞消息彼此交織。

今年5月，曾經(jīng)因宣布跨界鈣鈦礦太陽能電池而股票一度累計(jì)漲幅超200%、被稱為2023年度第一只鈣鈦礦黑馬股的奧聯(lián)電子，在深陷“履歷造假”2個(gè)多月之后，最終還是迎來了深交所的處罰。

而去年底至今，鈣鈦礦領(lǐng)域爆出多個(gè)企業(yè)獲取頂級資本融資的消息。

2022年底，協(xié)鑫光電宣布完成了5億元人民幣的B+輪融資，聯(lián)合領(lǐng)投的三家分別是淡馬錫投資、紅杉中國和IDG資本。

協(xié)鑫光電上一輪融資的唯一參與者是——騰訊；此外參與協(xié)鑫光電2020年A+輪投資方瑞庭投資，其法人是寧德時(shí)代的掌門人曾毓群。

3月初消息，極電光能已完成數(shù)億元A輪融資，由深創(chuàng)投領(lǐng)投，鼎暉百孚、中鑫能源、建銀創(chuàng)信、無錫天使基金等機(jī)構(gòu)跟投，云林基金、九智資本等原股東追投。該輪募集資金將主要用于其鈣鈦礦前沿技術(shù)開發(fā)、150MW鈣鈦礦光伏生產(chǎn)線的運(yùn)營等。

粗略統(tǒng)計(jì)，過往兩年里，鈣鈦礦領(lǐng)域投資額已經(jīng)接近100億元。

時(shí)至今日，鈣鈦礦賽道里進(jìn)入眾多企業(yè)。極電光能、萬度光能、協(xié)鑫光電、纖納光電、無限光能、仁爍光能、大正微納、眾能光電、合特光電、金昌鑫磊鑫半導(dǎo)體、光晶能源、脈絡(luò)能源、曜能科技、牛津光伏、寶馨科技——諸多企業(yè)均已征戰(zhàn)鈣鈦礦江湖！

如果從實(shí)驗(yàn)室效率的比拼來看，鈣鈦礦電池只用了十多年的時(shí)間，就走完了晶硅電池四五十年才走過的效率提升道路，可以說速度驚人。

2009年發(fā)明鈣鈦礦電池的日本教授宮坂力說：“以前中國拆解日本產(chǎn)品進(jìn)行學(xué)習(xí)，今后日本需要做好向中國學(xué)習(xí)的心理準(zhǔn)備?！?/p>

在光伏賽道中，鈣鈦礦會(huì)不會(huì)成為部分企業(yè)“彎道超車”的殺手锏？

2030年鈣鈦礦市場需求突破90GW？產(chǎn)能突破140GW？

鈣鈦礦未來的市場空間有多大？

綜合公司財(cái)報(bào)及東吳證券預(yù)測，2025年鈣鈦礦市場需求可能突破1GW，到2030年鈣鈦礦市場需求可能突破至90GW以上。

其中，鈣鈦礦在分布式、BIPV領(lǐng)域的應(yīng)用是最大看點(diǎn)。眾所周知，鈣鈦礦通過對其化學(xué)成分進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，從而可以制備不同特點(diǎn)的鈣鈦礦材料面向不同應(yīng)用場景，如半透明太陽能電池、彩色光伏玻璃等，所以此類產(chǎn)品非常適合BIPV領(lǐng)域應(yīng)用。

據(jù)券商分析，在BIPV領(lǐng)域鈣鈦礦組件成本約為0.85元/瓦，約是晶硅組件的43.59%，投資回收期為4.27年，較晶硅也占據(jù)明顯優(yōu)勢。

中泰證券預(yù)測則更為樂觀，其預(yù)計(jì)到2024年僅在BIPV領(lǐng)域鈣鈦礦電池市場規(guī)模就將突破1000億元。

鈣鈦礦的應(yīng)用不止于此。鈣鈦礦電池具備高弱光效應(yīng)，在不良天氣條件下，有利于維持穩(wěn)定發(fā)電，是作為車頂光伏的優(yōu)良材料。

初創(chuàng)公司EV Solar Kits正在為特斯拉開發(fā)車載光伏設(shè)計(jì)方案，可以安裝在Model 3和Model Y汽車的車頂上，成本為5000元，加裝后可讓汽車每天多跑100公里。

根據(jù)市場預(yù)測，23年全球新能源汽車預(yù)計(jì)可突破1300萬輛，可安裝光伏電池面積預(yù)計(jì)可達(dá)30萬平米，是未來光伏領(lǐng)域重要開拓市場。

回歸企業(yè)層面，新一輪賽道競賽早已開始，至今至少數(shù)十個(gè)實(shí)力玩家在鈣鈦礦賽道完成初始布局，既有協(xié)鑫、寧德時(shí)代等新能源巨頭，也有諸如萬度光能、纖納光電、萬度新能等實(shí)力新貴，詳見下表：

綜合券商預(yù)測，2024年部分企業(yè)鈣鈦礦產(chǎn)能可能率先進(jìn)入GW大關(guān)，而到了2026年主流玩家鈣鈦礦產(chǎn)能將全部突破GW以上，部分企業(yè)可能突破10GW大關(guān)，詳見下表:

為了加速完成產(chǎn)業(yè)布局，很多企業(yè)也都在加快融資步伐，增強(qiáng)資本實(shí)力，融資規(guī)模至少在千萬元以上，協(xié)鑫光電、極電光能等企業(yè)融資規(guī)模更是達(dá)數(shù)億元。

綜合來看，目前鈣鈦礦尚處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，產(chǎn)能較小。截至目前，國內(nèi)已有三條百兆瓦級別的鈣鈦礦光伏組件產(chǎn)線建成（協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能），多條百兆瓦產(chǎn)線、GW 級產(chǎn)線正在推進(jìn)中。據(jù)券商統(tǒng)計(jì)，22 年鈣鈦礦組件產(chǎn)能約為470MW-880MW。但在技術(shù)與資本的雙重推進(jìn)下，預(yù)計(jì)多條GW 級別生產(chǎn)線有望于 2023 年招標(biāo)，2-3 年內(nèi)落地。

未來隨著業(yè)內(nèi)企業(yè)在原材料、生產(chǎn)工藝、電池結(jié)構(gòu)與設(shè)備端不斷取得突破，努力去解決鈣鈦礦組件的穩(wěn)定性、大面積制備和高效率的“不可能三角”問題。在這個(gè)過程中，不僅有新勢力企業(yè)積極布局鈣鈦礦主產(chǎn)業(yè)鏈，更有傳統(tǒng)晶硅設(shè)備企業(yè)研發(fā)鈣鈦礦核心設(shè)備并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)線設(shè)備的交付。多方力量共同推動(dòng)，鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望提速，預(yù)計(jì) 2026 年鈣鈦礦組件產(chǎn)能有望達(dá)到 37GW。

根據(jù)東吳證券預(yù)測，到2030年鈣鈦礦組件產(chǎn)能可能將突破至142GW，設(shè)備單GW投資額將降至4.5億元，較2022年下降62.50%。

極限超越，鈣鈦礦效率理論極限越是晶硅的2倍？

縱觀光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展史，就是一部技術(shù)迭代史，在這個(gè)歷史進(jìn)程中，創(chuàng)新、淘汰、升級、再創(chuàng)新不斷循環(huán)，即殘酷又迷人，每輪技術(shù)革命都會(huì)重塑原有競爭格局，催生新的行業(yè)龍頭。

當(dāng)前市場很多人認(rèn)為，未來鈣鈦礦將引發(fā)一輪新的光伏技術(shù)革命。

有研究顯示，光伏轉(zhuǎn)換效率每提升1%，發(fā)電成本可降低 7%。而更高效率、更低成本一直是光伏產(chǎn)業(yè)的終極目標(biāo)。

如今晶硅電池作為第一代太陽能技術(shù)，歷經(jīng)幾十年發(fā)展，市場占比高達(dá)95%，一直是行業(yè)絕對主流。但在2017年效率達(dá)到26.7%之后，晶硅電池的提升空間越來越小，突破也越來越難，各細(xì)分路線的成本與效率已無限趨近。

學(xué)術(shù)界通常認(rèn)為晶硅電池的理論極限為 29.4%，技術(shù)極限約為 27.5%。對比主流光伏電池上市公司的轉(zhuǎn)換效率，截止去年11月，晶科能源182TOPCon電池轉(zhuǎn)換效率為26.4%；隆基綠能自主研發(fā)的硅異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.81%，突破日本企業(yè)保持五年的世界紀(jì)錄，已愈加逼近這一路線的理論極限。

梳理鈣鈦礦發(fā)展史，第一塊鈣鈦礦太陽電池誕生于2009年，實(shí)現(xiàn)了3.8%的效率。由日本科學(xué)家Miyasaka制備，其光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）僅有 3.8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同時(shí)期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的硅光伏電池。而且該電池存在嚴(yán)重缺陷：液態(tài)電解質(zhì)會(huì)溶解或者分解鈣鈦礦敏化材料，使電池失效；2012 年，韓國的 Park 和英國牛津的 Snaith 分別對電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化，使得鈣鈦礦電池效率突破了10%大關(guān)，吸引了全球?qū)W術(shù)界的關(guān)注。

隨后鈣鈦礦材料優(yōu)異的性質(zhì)被充分研究挖掘，電池效率也快速攀升至 25.7%，在短短十余年內(nèi)幾乎追趕上晶硅光伏電池過去四十余年的的最佳效率26.7%，使其具備了未來挑戰(zhàn)晶硅光伏電池主導(dǎo)地位的實(shí)力。

從理論上講，目前單層鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率最高為33%，雙層結(jié)構(gòu)可以高達(dá) 45%。

2022年以來，鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率頻繁被刷新，不斷創(chuàng)下新高。

近日，經(jīng)國家光伏產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心認(rèn)證，廣東脈絡(luò)能源科技有限公司(Guangdong Mellow Energy Co., Ltd) 研發(fā)的鈣鈦礦室內(nèi)光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率在1000lux U30光源照射下達(dá)到44.72%，為當(dāng)前世界最高值。

而根據(jù) EcoMat 研究表明鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的理論效率極限為 46%，遠(yuǎn)高于單結(jié)晶硅電池極限 29.43%。如果摻雜新型材料，鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率最高能達(dá)到的 50%，是目前晶硅電池的 2 倍左右，優(yōu)勢極為顯著。

突破成本極致，鈣鈦礦量產(chǎn)成本只有PERC的60%？

相比于晶硅電池，更低的耗能與投資成本則是鈣鈦礦另一大核心優(yōu)勢。

作為鈣鈦礦電池的核心，鈣鈦礦材料具有眾多優(yōu)異的性質(zhì)，如吸光系數(shù)高、載流子遷移率高、缺陷容忍度較高等。這些性質(zhì)相應(yīng)的使得其電池具有一系列優(yōu)點(diǎn)，如制備簡單、成本低廉、可實(shí)現(xiàn)超輕超薄等。

比如與晶硅在拉單晶的過程中需要900℃以上的溫度將硅料融化，而鈣鈦礦各功能層的加工溫度不超過180℃，且大多數(shù)環(huán)節(jié)也無需真空條件。制造1W單晶組件的能耗大約為1.52kWh，而每瓦鈣鈦礦組件的生產(chǎn)能耗僅為0.12kWh，不及晶硅組件能耗的1/10。

此外，盡管現(xiàn)在晶硅電池切片可以切得很薄，但是厚度也會(huì)大于100微米，跟1~2根頭發(fā)絲的寬度相當(dāng)。而鈣鈦礦電池只需要0.3微米的厚度，每平米材料用量還不到2克，原料成本是晶硅電池的1/20，材料成本占比只有3%左右。

按照現(xiàn)在光伏年需求約50萬噸硅料計(jì)算，如果未來全部替換為鈣鈦礦產(chǎn)品，光伏產(chǎn)業(yè)只需要約1000噸鈣鈦礦原料。

實(shí)際上，鈣鈦礦電池產(chǎn)線建設(shè)，不同規(guī)模產(chǎn)能的成本差異較大，隨著產(chǎn)線產(chǎn)能的提高，平均建設(shè)成本將顯著降低。

以鈣鈦礦龍頭企業(yè)纖納光電為例，其目前運(yùn)行的 20MW 產(chǎn)線投資額為5050 萬元，新建的 100MW 產(chǎn)線投資額約為 1.21 億元，產(chǎn)能提升至原先 5 倍，投資額僅提升至原投資額的 2.4 倍。據(jù)企業(yè)測算，若將產(chǎn)能提升至 1GW，產(chǎn)線投資額約 2.7 億元，產(chǎn)線建設(shè)成本大大降低。

另據(jù)協(xié)鑫光電測算，鈣鈦礦產(chǎn)能達(dá)到100MW時(shí)，組件生產(chǎn)成本可降至0.94元/W以下，協(xié)鑫100MW產(chǎn)線量產(chǎn)成本0.9元/W（約為PERC的71.4%，TOPCon/HJT的63%）；產(chǎn)能達(dá)到1GW時(shí)，量產(chǎn)成本可降至0.8元/W以下，如果組件效率達(dá)到17%，電池規(guī)格達(dá)到2.4m2，組件成本將降至0.7-0.75元/W（約為PERC的60%，TOPCon/HJT的52%）。

此外，根據(jù)極電光能介紹，公司150MW鈣鈦礦產(chǎn)線于2021年四季度啟動(dòng)建設(shè)，總投資超2億元，產(chǎn)線的每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都采用了行業(yè)最先進(jìn)的設(shè)備，換算下來單GW投資額約13億，預(yù)計(jì)隨著技術(shù)不斷進(jìn)步以及規(guī)模效應(yīng)，到2026年鈣鈦礦單GW投資額有望下降到6-7億元，未來5年產(chǎn)業(yè)投資空間超200億，對應(yīng)設(shè)備廠商有望受益。

更重要的是，鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)鏈則相對更短，并天然的具有“一體化”的特點(diǎn)。

由于晶硅太陽能電池需要經(jīng)歷硅料、硅片、電池、組件四個(gè)環(huán)節(jié)，因此需要四個(gè)工廠來生產(chǎn)，耗時(shí)至少三天，單GW投資成本之和約10億元。

據(jù)協(xié)鑫納米的披露，100 兆瓦的單一工廠，從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進(jìn)入，到組件成型，總共只需 45 分鐘。成熟期后單GW投資成本只需5億元（當(dāng)前約為7億元+）。生產(chǎn)成本方面，由于鈣鈦礦材料占成本比例較小，協(xié)鑫光電100MW生產(chǎn)線的組件成本小于1 元/W，預(yù)計(jì)5-10GW級別的量產(chǎn)生產(chǎn)線的組件成本約為0.5-0.6元/W，遠(yuǎn)低于晶硅極限生產(chǎn)成本1元/W。

目前有三家公司公布過其鈣鈦礦電池的生產(chǎn)成本。纖納光電 100MW 生產(chǎn)線組件成本約 0.15美元/W，擴(kuò)大至 GW 級產(chǎn)線后組件成本約 0.1 美元/W；協(xié)鑫光電 GW 級產(chǎn)線組件成本可低于0.1 美元/W；牛津光伏鈣鈦礦-硅異質(zhì)結(jié)(HJT)疊層電池 0.4 美元/W。

對比已經(jīng)商業(yè)化的單晶硅組件來看,垂直一體化廠商的單晶硅組件最優(yōu)內(nèi)部生產(chǎn)成本目前約為 0.21~0.22 美元/W。按較低生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)來比較，鈣鈦礦電池比單品硅電池?fù)碛谐杀緝?yōu)勢。（數(shù)據(jù)來源：中國知網(wǎng)太陽能鈣鈦礦電池技術(shù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)性分析）。

隨著行業(yè)發(fā)展日益成熟，未來 FTO 導(dǎo)電玻璃、折舊、人工等成本還會(huì)有所降低，根據(jù)極電光能官網(wǎng)公布數(shù)據(jù)測算，到 2023 年平米級鈣鈦礦光伏產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn) 17-19%效率，后續(xù)持續(xù)提升至 25%。百兆瓦級產(chǎn)線階段成本將控制在 1-1.5 元/W，1GW 級可降到 0.8 元/w，10GW 級可降到 0.6 元/w。

考慮鈣鈦礦組件成本較低，如果效率達(dá)到 17%，價(jià)格達(dá)到 1.3 元/w，壽命 25年時(shí)，其將具有一定的市場競爭力。

晶硅+鈣鈦礦=未來？

事實(shí)上，鈣鈦礦與晶硅不只是競爭對手的關(guān)系，未來很可能成為最緊密的聯(lián)盟伙伴。

隆基綠能掌門人李振國2022年在中國工程院院刊《Engineering》發(fā)表的論文中就指出：“如果在未來幾年，鈣鈦礦電池的壽命和大面積效率損失問題能得到有效改善，那么鈣鈦礦/晶硅疊層電池有望成為未來的高效率電池主流?！?/p>

行業(yè)普遍認(rèn)為，鈣鈦礦是理想的頂層電池。鈣鈦礦透光度好，可以作為頂層電池與晶硅電池疊層，達(dá)到更高的效率。同時(shí)，鈣鈦礦晶體具有可調(diào)性，寬、窄帶隙不同的晶體，還進(jìn)行鈣鈦礦與鈣鈦礦的疊層電池的制備。

疊層應(yīng)用主要包括鈣鈦礦-晶硅疊層電池（現(xiàn)有晶硅光伏市場升級）、鈣鈦礦-鈣鈦礦疊層。

鈣鈦礦可制備 2 結(jié)、3 結(jié)及以上的疊層電池，其中 2 結(jié)疊層電池有鈣鈦礦-鈣鈦礦和鈣鈦礦-晶硅疊層電池兩種，轉(zhuǎn)換效率可提高到 40%左右。目前部分主流晶硅電池廠商已啟動(dòng)鈣鈦礦晶硅疊層研發(fā)工作。

目前晶硅光伏有三大主流技術(shù)路線：PERC、TOPCon、HIT。盡管目前 PERC 仍占有較大的市場份額，但按照各廠商新增產(chǎn)線產(chǎn)能來看，未來 3-5 年內(nèi)，TOPCon 和 HIT 將迅速投產(chǎn)放量，有望在 2030 年前實(shí)現(xiàn)三足鼎立之勢。因此當(dāng)前鈣鈦礦/晶硅疊層技術(shù)研發(fā)主要為鈣鈦礦/HIT 和鈣鈦礦/TOPCon 兩種路線。

相較于純鈣鈦礦電池路線，晶硅-鈣鈦礦疊層電池有望率先產(chǎn)業(yè)化。

對于許多有硅技術(shù)積累的公司來說，晶硅疊加鈣鈦礦是一個(gè)既能利用原有產(chǎn)線和技術(shù)積累、又能降本增效的路線。相較與Topcon 疊層，鈣鈦礦與 HJT疊層更合適，需要做的改造更少，同時(shí)鈣鈦礦/HJT 疊層電池為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，輸出超高電壓，提高轉(zhuǎn)換效率。目前HJT-鈣鈦礦疊層電池實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換效率目前已達(dá)到 31.3%，已有多家硅電池廠商涉足。

因此對于晶硅電池體系來說，鈣鈦礦也是一種發(fā)展機(jī)遇。

當(dāng)然，也有企業(yè)全部押注全鈣鈦礦疊層。相比于鈣鈦礦/晶硅疊層仍然對晶硅產(chǎn)有很高的依賴性，全鈣鈦礦疊層完全無需依賴于現(xiàn)有晶硅產(chǎn)業(yè)鏈，因此可以充分釋放鈣鈦礦自身優(yōu)勢，如吸光能力強(qiáng)（器件輕薄、可柔性）、成本低、可低溫加工等。

據(jù)仁爍光能介紹，全鈣鈦礦疊層電池的理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 43%，產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)效率有望做到 35%以上；在度電成本方面，全鈣鈦礦度電成本約為 4.22 美分，較晶硅/鈣鈦礦疊層電池的度電成本略低。

政策加持，四國已公布十四個(gè)相關(guān)扶持政策

鈣鈦礦已經(jīng)開始得到更多國家政策層面的重視和支持。

過去十年鈣鈦礦光伏在學(xué)術(shù)界的重大突破推動(dòng)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。由于鈣鈦礦光伏與以晶硅光伏為主導(dǎo)的現(xiàn)有光伏產(chǎn)業(yè)鏈具有較大差異，鈣鈦礦光伏的崛起勢必將重塑整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。目前不僅產(chǎn)業(yè)端在積極推動(dòng)鈣鈦礦商業(yè)化，政策端也不斷刺激鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化。

比如早在2020年，美國能源部宣布投入2000萬美元用于研發(fā)鈣鈦礦光伏技術(shù)，能源部強(qiáng)調(diào)要確保美國在這一領(lǐng)域的市場競爭力；2022年，拜登政府再投入5600萬美元支持可以替代多晶硅的太陽能技術(shù)，其中就包括鈣鈦礦。

2021年5月，日本政府發(fā)布了《全球變暖對策推進(jìn)法》，文中提到，通過開發(fā)下一代太陽能電池 (鈣鈦礦太陽能電池) 的基礎(chǔ)技術(shù)，以及為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)?；母鞣N制造工藝技術(shù)的研發(fā)，該項(xiàng)目的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)到2030年，與傳統(tǒng)硅太陽能電池相同的電費(fèi)為14日元/kWh 或更低。

日本媒體指出，日企希望借鈣鈦礦電池打一場翻身仗。一些人甚至認(rèn)為這一發(fā)明將來有望獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

2019年至今，我們更是接連發(fā)布了9個(gè)與鈣鈦礦相關(guān)政策及文件，其中7項(xiàng)政策出自2022年至今。強(qiáng)力的政策加持，將加速鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使其未來充滿想象空間。

問題與極限挑戰(zhàn)

當(dāng)然，鈣鈦礦也并非沒有缺點(diǎn)，當(dāng)前鈣鈦礦有兩大困擾仍待解決。

眾所周知，光伏電池穩(wěn)定性越好、壽命越長，則其度電成本越低。

而當(dāng)前鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化最大的障礙即材料穩(wěn)定性較弱、電池壽命較短。問題主要是由于兩方面因素：1、鈣鈦礦自身穩(wěn)定性低：鈣鈦礦材料是離子鍵結(jié)構(gòu)，與晶硅材料的共價(jià)鍵相比，更易發(fā)生分解與離子遷移；2、對于外界因素敏感：鈣鈦礦層與空穴傳輸層材料對于水、氧、光、熱等外界因素極為敏感，潮濕環(huán)境中極易快速降解。

目前，鈣鈦礦電池的 T80 壽命（效率下降至初始值的 80%）約4000 小時(shí)（0.45 年），與晶硅電池的25年壽命相比差距巨大。

而實(shí)現(xiàn)高效率鈣鈦礦電池的大面積制備是其產(chǎn)業(yè)化的另一大挑戰(zhàn)。

當(dāng)光伏電池或組件面積增加時(shí)，效率的損失是不可避免的。這種損失是幾個(gè)因素共同作用的結(jié)果，包括較高的串聯(lián)電阻，較低的并聯(lián)電阻，大面積的非均勻涂層以及死區(qū)面積。而鈣鈦礦電池在大面積制備時(shí)，效率損失尤為明顯，核心難點(diǎn)在于控制保證各膜層均勻及死區(qū)面積：

1、膜層均勻難以控制：大面積制備的鈣鈦礦電池，其面積/厚度比極大，玻璃襯底及膜層的細(xì)微不平整及不均勻，對于效率的影響都尤為明顯。當(dāng)單結(jié)鈣鈦礦電池面積從0.1 cm2增加到約10 cm2時(shí)，實(shí)驗(yàn)室效率從25.5%下降至19.6%。

2、死區(qū)面積：科研中目前主要使用小型單塊鈣鈦礦電池來進(jìn)行效率測試，而大面積制備中，需要將整塊組件分割成多個(gè)單一子電池，子電池之間的連接處為死區(qū)，死區(qū)不具備發(fā)電能力。

目前為止的研究表明，通過元素工程設(shè)計(jì)晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的鈣鈦礦材料，并結(jié)合界面工程實(shí)現(xiàn)太陽能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，雜化鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性問題是有望完全解決的。

從短期的角度來看，鈣鈦礦可能仍然難以取代目前的晶硅電池。主動(dòng)擁抱成熟的晶硅產(chǎn)業(yè)，發(fā)展鈣鈦礦/晶硅疊層，為晶硅電池進(jìn)一步增效，或許會(huì)成為鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的一條可行之路。同時(shí)，這樣的發(fā)展路徑也可以為鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化爭取更好的生存和發(fā)展空間。

（圖片來源：veer圖庫）

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