調光玻璃天幕、彩色發電幕墻、光伏手機背板、發電遮陽傘……今年國際太陽能光伏與智慧能源大會暨展覽會(SNEC 2025)上,最新研發的鈣鈦礦光伏産品及解決方案集中亮相,在千篇一律的晶硅光伏組件中獨樹一幟,鈣鈦礦也成為近來頭部光伏企業提及的高頻詞。在光伏行業競爭加劇的當下,鈣鈦礦這項被譽為光伏“新物種”的技術,是否真到了顛覆行業的臨界點?
鈣鈦礦並不是一種天然礦物,它既不含鈣,也不含鈦,而是泛指一類具有特殊晶體結構的化合物。這類物質最早發現於鈣鈦礦石中的鈦酸鈣化合物,因而得名。在光伏領域,鈣鈦礦材料獨特之處在於它的光吸收能力極強,能夠高效地將太陽能轉化為電能。與傳統硅基光伏材料相比,鈣鈦礦不僅具有更高光電轉換效率潛力,且在生産過程中更加節能環保,成本也更低廉。這些優勢讓它在眾多光伏技術路線中脫穎而出,成為備受關注的“明星”。
鈣鈦礦光伏技術一旦規模化商用,對光伏産業破局和能源轉型意義重大。在光伏行業,效率與成本是永恒的命題。晶硅電池技術經過數十年發展,效率提升至27%左右,已接近理論極限,且製造成本受制於高純度硅料與複雜工藝,進一步下探空間有限。技術進步觸碰“天花板”,也是當前光伏行業內卷式困局的重要原因。
鈣鈦礦電池為光伏行業打開了一扇“新世界大門”。在效率方面,鈣鈦礦材料可以人工靈活調整“配方”,充分利用不同波長的太陽光,將其轉化為電能。單結鈣鈦礦理論效率超30%,疊層電池可達40%以上,遠超晶硅電池;在成本方面,鈣鈦礦電池製備工藝簡潔高效,從原材料到成品組件的轉化,在單一工廠內即可完成,生産速度也遠超晶硅,有望大幅降低生産門檻與成本;在應用方面,鈣鈦礦輕薄、柔性、可半透明、弱光響應好的特性,讓太陽能利用場景不再局限於傳統光伏電站,為光伏建築一體化、可穿戴能源設備、汽車車頂等新領域開闢了道路,不僅大幅拓寬光伏應用空間,還有助於企業進行差異化競爭,優化光伏産業生態格局。
從能源轉型角度看,太陽能是核心清潔能源。鈣鈦礦光伏技術的高效率和低成本,能夠加速光伏大規模應用。它有助於提高清潔能源在能源消費中的比重,減少傳統化石能源依賴,推動全球能源向清潔、低碳、可持續方向轉型。
在産業進程方面,鈣鈦礦已逐漸逼近商業化臨界點。當前,協鑫光電、纖納光電、極電光能等初創企業均投建吉瓦級生産線;隆基綠能、通威股份、晶科科技、天合光能等頭部企業均已投入鈣鈦礦晶硅疊層電池研發,有的已經建成百兆瓦級産線;中國石油、中國中核、寧德時代、比亞迪和京東方等企業也跨界布局鈣鈦礦,加速啟動中試線及更大規模産線建設。
不過羅馬並非一日建成,鈣鈦礦電池在邁向“顛覆”的道路上,也面臨着重重荊棘。穩定性是當前一大短板,在水、氧、光、熱的長期侵蝕下,鈣鈦礦電池性能衰減問題亟待解決;生産規模擴大,大面積製備時如何保證薄膜均勻性、減少缺陷,也是一道工藝放大難題;同時,專用材料、設備供應鏈尚未成熟,行業標準和測試認證體系也亟待建立。
綜合考慮各類因素,短期內,鈣鈦礦技術將更多采用鈣鈦礦和晶硅疊層電池形式推廣,利用硅基産業鏈基礎,有望快速打開市場。中期,獨立鈣鈦礦組件在建築一體化、消費電子等細分領域規模化應用,為這些領域帶來全新發展機遇。長期看,若穩定性突破,可能顛覆傳統光伏格局,成為光伏市場主流。
“鈣鈦礦是未來”已成行業共識。未來幾年,是驗證其商業化可行性的“黃金窗口期”,量産組件良率、成本下降速率、長期可靠性數據將成破局關鍵。這一過程中,政策引導、標準建立、産業鏈協同至關重要。投資者需有耐心支持長期技術攻堅,企業需避免“短視競爭”,共同推動行業健康發展。