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晶硅光伏電池發(fā)展陷入瓶頸，鈣鈦礦太陽能電池走出實(shí)驗(yàn)室！面對(duì)來勢洶洶的鈣鈦礦電池，晶硅光伏電池是否會(huì)被淘汰？鈣鈦礦電池的優(yōu)勢又在哪里？為什么會(huì)受到熱捧呢？想了解的朋友別劃走，本期我們來聊一下鈣鈦礦太陽能電池。

雖然說鈣鈦礦太陽能電池是最近才受到了市場的熱捧，但實(shí)際上它并不是一個(gè)很新鮮的東西。早在180年前，德國礦物質(zhì)學(xué)家就在俄羅斯發(fā)現(xiàn)了天然礦物鈦酸鈣晶體，在2009年，鈣鈦礦這個(gè)材料真正加入了太陽能電池，與實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中獲得了2%的4%之間的轉(zhuǎn)換效率。至此，鈣鈦礦太陽能電池正式開始走向光伏的舞臺(tái)。

(資料圖片僅供參考)

鈣鈦礦優(yōu)點(diǎn)

鈣鈦礦電池之所以能夠得到快速的發(fā)展，主要原因是鈣鈦礦材料本身具有的光電特性，這種材料具有極佳的光吸收性，可以獲得更多的太陽能源，同時(shí)其具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性以及很高效的載流子傳輸性能。作為太陽能電池的加層有著極好的效果。有著極為廣闊的應(yīng)用前景。

相比于晶硅光伏電池，鈣鈦礦電池的成本非常低，晶硅光伏電池制作時(shí)需要高達(dá)超過1000度的高溫，才能夠?qū)⑹⑸疤釤挒楣I(yè)硅，而鈣鈦礦太陽能電池的制備只需要100度左右。相對(duì)而言，鈣鈦礦電池的制作更加的節(jié)能且效率更高，所需的設(shè)備成本也更低。故而在生產(chǎn)上鈣鈦礦電池有著晶硅電池?zé)o法比擬的優(yōu)勢。

并且鈣鈦礦電池有著更高的轉(zhuǎn)化效率和發(fā)展前景。根據(jù)目前的資料來說，單晶硅電池理論極限轉(zhuǎn)化效率29.43%，而其他主流光伏電池轉(zhuǎn)化效率甚至低于29%。但是鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)化效率目前已攀升至31.3%，已經(jīng)高于單晶硅電池的理論極限，而且這個(gè)轉(zhuǎn)化效率還沒有抵達(dá)鈣鈦礦電池的理論極限，理論上鈣鈦礦電池雙層轉(zhuǎn)化效率可達(dá)43%，三層的理論效率更是可以超過50%。

目前，鈣鈦礦太陽能電池的產(chǎn)業(yè)進(jìn)程正在逐步展開，許多家企業(yè)已經(jīng)開始試生產(chǎn)。預(yù)計(jì)在2023年可以完成產(chǎn)能的布局，許多家企業(yè)也表示，2023年底就可以開始規(guī)劃建設(shè)1GW的產(chǎn)線。當(dāng)這些產(chǎn)能全部投產(chǎn)后，鈣鈦礦太陽能電池就將進(jìn)入大規(guī)模商用階段。

相對(duì)于硅晶板而言，鈣鈦礦是一種偏化學(xué)的材料電池，某種意義上可以視作涂層。這種特性使得鈣鈦礦電池可以涂在柔性材料的表面，做成很薄的薄膜電池。這種薄膜電池的應(yīng)用場景非常廣，在新能源汽車，光伏建筑等領(lǐng)域當(dāng)中都可以起到作用。同時(shí)，鈣鈦礦還可以涂在光伏玻璃上，與硅晶電池組成疊層電池，獲得更加穩(wěn)定和高效的性能。

鈣鈦礦缺點(diǎn)

鈣鈦礦的化學(xué)性質(zhì)很活躍，換句話說就是不夠穩(wěn)定，當(dāng)它暴露大氣或者水環(huán)境當(dāng)中的時(shí)候，會(huì)很容易降解，導(dǎo)致其性能下降。甚至在某種意義上來講，作為光伏電池的基礎(chǔ)材料它居然怕光，光的入射以及電流的不斷通過，會(huì)降低光伏電池的發(fā)電效率。當(dāng)然這種情況其實(shí)所有光伏電池都有，不過鈣鈦礦電池會(huì)更加明顯。

除此之外，還有一個(gè)面積放大的問題。在鈣鈦礦光伏電池的生產(chǎn)中，由于鈣鈦礦是反應(yīng)形成而非晶硅那樣的結(jié)晶，使得制造時(shí)大面積的基底上會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)的時(shí)間不一致的情況，這也就導(dǎo)致最后成膜可能不均勻，這會(huì)導(dǎo)致電阻變大，導(dǎo)致效率下降；嚴(yán)重一點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)孔洞，導(dǎo)致電極接觸短路，直接報(bào)廢。所以目前所謂量產(chǎn)的鈣鈦礦電池效率遠(yuǎn)小于實(shí)驗(yàn)室。

最致命的問題則是鈣鈦礦電池的壽命遠(yuǎn)小于晶硅電池，僅有1000小時(shí)左右，晶硅電池可以達(dá)到25年。然而，鈣鈦礦電池有著晶硅電池所沒有的一些優(yōu)勢，在之后的光伏產(chǎn)業(yè)中就算不會(huì)成為主流，也將擁有重要的地位。那么你看好鈣鈦礦電池的發(fā)展嗎？