研究表明，鈣鈦礦電池對光的吸收能力是傳統(tǒng)太陽能電池材料的100倍，因此鈣鈦礦電池只需使用1/100的厚度，即可產(chǎn)生相同的能量輸出，相應(yīng)減少了所需材料數(shù)量，而且產(chǎn)生的電壓更高，還能增加能量產(chǎn)出。

同時，鈣鈦礦材料對雜質(zhì)不敏感，通常90%左右純度的鈣鈦礦材料就可以用于制造效率達到20%以上的太陽能電池。晶硅材料則對雜質(zhì)非常敏感，純度必須達到99.9999%以上才能用于制造太陽能電池。

由于鈣鈦礦材料可以溶解在普通溶劑之中，鈣鈦礦組件可以通過溶液涂布工藝生產(chǎn)，整個生產(chǎn)工藝流程溫度不超過150度。而晶硅材料的鑄錠和提拉都需要在1500度以上高溫，生產(chǎn)能耗差距可想而知。

這種不同材料體系的成本差異具體體現(xiàn)為：晶硅太陽能電池每平方米造價為500～700元，薄膜太陽能電池每平方米造價1300～1400元，鈣鈦礦太陽能電池每平米預(yù)計成本將低至100元。

盡管具備轉(zhuǎn)化效率高、成本低的優(yōu)點，但鈣鈦礦太陽能電池也面臨穩(wěn)定性差導(dǎo)致的壽命較短的問題，這也是其最致命的弱點。

由于鈣鈦礦太陽能電池對潮濕環(huán)境敏感，暴露在潮濕空氣中會很快分解，就連晝夜溫差造成的水蒸氣也可能對它造成傷害，因此必須對其進行防水封裝。

目前，鈣鈦礦電池已經(jīng)經(jīng)過了1萬小時的持續(xù)光照實驗，按照全天平均日照時長4小時計算，鈣鈦礦電池理論壽命為6.8年，考慮到實際日照時間以及日常損耗，鈣鈦礦電池正常壽命應(yīng)小于6.8年。相比于硅電池的理論壽命25年，還有很大差距。

可喜的是，2016年以來，隨著新型多離子混合型鈣鈦礦材料的應(yīng)用，以及緩沖層材料逐漸無機化，鈣鈦礦太陽能電池的工作壽命正在穩(wěn)步提高，在實驗室中已可實現(xiàn)連續(xù)1000小時工作衰減低于5%。

2020年量產(chǎn)可期

目前，鈣鈦礦太陽能電池正處于量產(chǎn)的前夜。

在過去十年里，全球頂尖科研機構(gòu)和大型跨國公司，如英國牛津大學(xué)，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院，中國科學(xué)院、南方科大，日本松下、夏普、東芝等都投入了大量人力物力，致力于實現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池的量產(chǎn)。

纖納光伏聯(lián)合創(chuàng)始人姚冀眾公開表示，“鈣鈦礦技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)不是簡單的技術(shù)儲備，自技術(shù)興起以來，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)定性都有了很大提高，已經(jīng)具備了產(chǎn)業(yè)化條件。”

姚冀眾透露，纖納光電正在為接下來的量產(chǎn)做最后準(zhǔn)備，組建全球首條20兆瓦鈣鈦礦太陽能電池生產(chǎn)線。未來，在15%～16%的光電轉(zhuǎn)化率條件下，纖納光電的鈣鈦礦太陽能組件每瓦成本將低于1元。

比纖納光伏更進一步，中國民營能源集團協(xié)鑫集團和英國牛津光伏公司都提出了鈣鈦礦太陽能電池量產(chǎn)的時間表。

今年2月，協(xié)鑫集團旗下蘇州協(xié)鑫納米科技發(fā)布了其在鈣鈦礦光伏組件技術(shù)方面的突破性進展。協(xié)鑫納米已經(jīng)率先建成10兆瓦級別大面積鈣鈦礦組件中試生產(chǎn)線，完成了相關(guān)材料合成及制造工藝的開發(fā)，并已開始100兆瓦量產(chǎn)生產(chǎn)線的建設(shè)工作，計劃于2020年實現(xiàn)鈣鈦礦光伏組件的商業(yè)化生產(chǎn)。

據(jù)介紹，協(xié)鑫納米10兆瓦中試生產(chǎn)線所制造的鈣鈦礦光伏組件尺寸為45厘米×65厘米，光電轉(zhuǎn)化效率達到15.3%。這是全世界范圍內(nèi)最大面積的鈣鈦礦光伏組件，也是大面積鈣鈦礦組件效率的最高數(shù)值。

協(xié)鑫納米正在建設(shè)中的100兆瓦量產(chǎn)生產(chǎn)線，將把組件面積擴大至1米×2米，組件光電轉(zhuǎn)化效率將提高至18%以上。在現(xiàn)有的工藝條件下，100兆瓦量產(chǎn)線的鈣鈦礦光伏組件的成本預(yù)計將低于1元/瓦，量產(chǎn)組件的工作壽命將達到25年以上。當(dāng)產(chǎn)能擴大到1吉瓦以上時，鈣鈦礦組件的制造成本還將進一步下降到每瓦0.7元左右。

在國外，今年3月，牛津光伏從其最大股東梅耶博格技術(shù)公司購買了一條200 兆瓦異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)線用于鈣鈦礦電池試生產(chǎn)，此生產(chǎn)線將于2020年底在牛津光伏哈弗爾河畔勃蘭登堡的工廠中試運行。牛津光伏將這一生產(chǎn)線電池轉(zhuǎn)換率的初始目標(biāo)定為27%。

人們有理由相信，2020年或?qū)⒊蔀槿祟惞夥�發(fā)電歷史上的拐點。