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“光伏”是清潔能源中最重要的技術(shù)之一，鈣鈦礦是站在光伏電池C位的明星材料，而鈣鈦礦電池則是新一代光伏電池革命的引領(lǐng)者。

鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)

在當(dāng)前技術(shù)路線和制備工藝尚未明確的情況下，鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化之路仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，例如大面積效率低下、穩(wěn)定性差以及結(jié)晶工藝的不確定性等。

大面積組件光電轉(zhuǎn)換效率低

目前，雖然鈣鈦礦電池在實(shí)驗(yàn)室中的效率進(jìn)展迅速，但這主要局限于1cm以下的小面積薄膜，隨著組件尺寸的增加，電池的效率反而下降。

大面積電池的光電轉(zhuǎn)換效率低下主要因?yàn)殁}鈦礦薄膜的大面積制造工藝尚未成熟，導(dǎo)致薄膜的均勻性降低，缺陷增加；器件結(jié)構(gòu)有關(guān)的有效光照面積減少，組件短路和電流密度下降；串聯(lián)結(jié)構(gòu)和組件工藝問題，導(dǎo)致組件的串聯(lián)電阻增加，并聯(lián)電阻降低。

為了解決這些問題，在工藝方面，大面積制備鈣鈦礦層主要采用狹縫涂布和蒸鍍兩種方法，但涂布法需要確保成膜過程中的化學(xué)一致性，而真空蒸鍍的生產(chǎn)成本較高，且這些方法都還不夠完善。在設(shè)備方面，激光劃線產(chǎn)生的電阻損耗、熱損傷和死區(qū)問題，解決思路包括添加隔離層、提高設(shè)備精度、優(yōu)化劃線區(qū)域等。

組件穩(wěn)定性差

鈣鈦礦電池的吸光層穩(wěn)定性容易受到環(huán)境因素的影響。當(dāng)鈣鈦礦組件暴露在外部環(huán)境時(shí)，容易發(fā)生水解、在高溫下易分解、在溫度變化時(shí)發(fā)生相變，以及在光照和氧氣作用下發(fā)生光致分解等現(xiàn)象。內(nèi)部因素也對(duì)鈣鈦礦的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。電極材料通常使用貴金屬，但金屬原子的擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致吸光層分解。同時(shí)，鈣鈦礦材料的離子特性明顯，易發(fā)生離子遷移，吸光層中的碘離子還可能腐蝕金屬電極，從而降低組件性能。

結(jié)晶工藝存不確定性

鈣鈦礦的生產(chǎn)涉及的PVD、激光設(shè)備等技術(shù)，在面板行業(yè)和傳統(tǒng)薄膜電池行業(yè)中有相應(yīng)的參考。然而，鈣鈦礦的結(jié)晶工藝卻是一種全新的技術(shù)過程，沒有類似的成熟技術(shù)可作參照，這進(jìn)一步增加了不確定性。

目前，對(duì)于結(jié)晶過程的控制，行業(yè)內(nèi)尚未形成共識(shí)，這意味著每個(gè)從事鈣鈦礦研發(fā)和量產(chǎn)的企業(yè)都需要獨(dú)立開發(fā)出適合的結(jié)晶解決方案。

對(duì)于鈣鈦礦量產(chǎn)和商業(yè)化的難點(diǎn)，最大的難題是“把技術(shù)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品、轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)交付能力”。如何確保鈣鈦礦電池在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中保持其性能？鈣鈦礦電池該如何定位自己在未來光伏市場(chǎng)中的位置？

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