材料短板已獲突破
與硅基電池相比,鈣鈦礦電池仍是新人,從實(shí)驗(yàn)室走到臺(tái)前尚不足半年。目前,業(yè)內(nèi)現(xiàn)在對(duì)于鈣鈦礦的質(zhì)疑聲音頗多。“有毒”、“怕紫外線”、“怕水”、“壽命短”常伴鈣鈦礦成為搜索熱詞。
范斌認(rèn)為這些說(shuō)法并不科學(xué)。他說(shuō):“這主要是指鈣鈦礦含鉛,但鈣鈦礦組件的含鉛量比普通電子電氣設(shè)備低得多,甚至比現(xiàn)在使用含鉛焊料的常規(guī)組件的含鉛量更低。”他進(jìn)一步解釋道,在鈣鈦礦電池里,鈣鈦礦層非常薄,只有0.5微米左右,組件含鉛量?jī)H為0.006%。根據(jù)歐盟RoHS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,鉛含量不能超過(guò)0.1%,因此,有毒之說(shuō)言過(guò)其實(shí),其實(shí)鈣鈦礦不僅完全符合RoHS標(biāo)準(zhǔn),甚至比該標(biāo)準(zhǔn)含量還低。“如果從發(fā)電量角度考慮,利用鈣鈦礦電池每發(fā)一度電所涉及的鉛元素含量比現(xiàn)有火力發(fā)電制造廢料里的鉛含量還低。”顏步一說(shuō)。
即便如此,現(xiàn)仍有如南京工業(yè)大學(xué)等院校仍致力于研發(fā)無(wú)鉛鈣鈦礦電池在光伏上的應(yīng)用。“由于無(wú)鉛鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性與含鉛鈣鈦礦電池還有差距,因此現(xiàn)階段對(duì)其的關(guān)注更多還是集中在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域!鳖伈揭蝗缡钦f(shuō)。
而針對(duì)其他質(zhì)疑,姚冀眾表示,這些質(zhì)疑可以被歸納為是對(duì)鈣鈦礦穩(wěn)定性和工藝良率的疑問,都源自鈣鈦礦研發(fā)開始之初學(xué)術(shù)界遇到的普遍問題,但實(shí)際上,國(guó)內(nèi)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化的機(jī)構(gòu)已經(jīng)擁有了完整的解決方案,技術(shù)均已獲得突破。
初備產(chǎn)業(yè)化條件
相關(guān)材料顯示,鈦礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化起步始于2014年,但近兩年鈣鈦礦技術(shù)發(fā)展頻傳捷報(bào),2017年還被路透社列為2017諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的熱門提名,全球眾多擁有半導(dǎo)體材料研究背景的機(jī)構(gòu),都在爭(zhēng)相進(jìn)入其產(chǎn)業(yè)化的研究中。
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中一個(gè)最重要的指標(biāo)是鈣鈦礦組件的轉(zhuǎn)換效率。據(jù)了解,實(shí)驗(yàn)室研究數(shù)據(jù),自2015年起,經(jīng)過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,鈣鈦礦小組件(面積大于10平方厘米,小于100平方厘米)的最高轉(zhuǎn)換效率提高了5.3%,發(fā)展較快。
但在壽命方面,鈣鈦礦的表現(xiàn)也是一個(gè)未知數(shù);且硅基太陽(yáng)能電池設(shè)置了一個(gè)難以逾越的標(biāo)桿,這對(duì)任何要想替代傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池的新型太陽(yáng)能電池都是極大的考驗(yàn)。
姚冀眾坦言,現(xiàn)在并沒有為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池量身定制的老化測(cè)試。目前,學(xué)術(shù)界和工業(yè)界普遍參考晶硅電池的IEC61215認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試。雖然,鈣鈦礦的穩(wěn)定性已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但是使用壽命還需要有第一批商業(yè)化的組件實(shí)測(cè)才能獲得!狈侗蟊硎荆鶕(jù)研究結(jié)果,在采用新的電極材料之后,壽命問題也已經(jīng)獲得解決。
雖然全球許多企業(yè)在為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化做著努力,但目前國(guó)內(nèi)對(duì)鈣鈦礦技術(shù)到底是作為技術(shù)儲(chǔ)備還是產(chǎn)業(yè)化推廣頗有爭(zhēng)議!扳}鈦礦技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的技術(shù)儲(chǔ)備了,自技術(shù)興起以來(lái),得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界極大的關(guān)注和投入。短短幾年轉(zhuǎn)換效率及穩(wěn)定性都有很大提高,已經(jīng)具備了產(chǎn)業(yè)化條件!币奖娬J(rèn)為,“就纖納光電來(lái)說(shuō),目前正在為接下來(lái)的量產(chǎn)做最后準(zhǔn)備。國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)以及公司自身的研發(fā)創(chuàng)新續(xù)航力都給了我們很大信心!
顏步一還著重肯定了鈣鈦礦的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值,認(rèn)為發(fā)展鈣鈦礦有利于中國(guó)技術(shù)引領(lǐng)世界的科技自信、節(jié)能環(huán)保及扶貧等。顏步一說(shuō):“由于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池柔性、透明和彩色的特性,依靠分布式光伏和可穿戴的發(fā)電設(shè)備,太陽(yáng)能可以更好的服務(wù)于人們?nèi)粘9ぷ骷吧;其產(chǎn)品將有望引領(lǐng)未來(lái)社會(huì)的能源革命,實(shí)現(xiàn)發(fā)電集成對(duì)用電需求的全方位覆蓋,為智慧城市、綠色建筑、多能互補(bǔ)建設(shè)提供靈活多樣的新光伏智能解決方案!