2023年政府工作報告中強調：推動高端裝備、生物醫(yī)藥、新能源汽車、光伏、風電等新興產業(yè)加快發(fā)展。光伏行業(yè)地位再次被強調。

中國光伏行業(yè)進入發(fā)展快車道，且動力十足。然而，現(xiàn)階段PERC技術理想條件下最高24.5%的效率，已經難以滿足快速降本增效的需求。

TOPCon、異質結、鈣鈦礦等技術相繼為企業(yè)所選擇，而其中鈣鈦礦憑借著超快的效率提升速度和超高的效率進階空間，其前景為資本和能源企業(yè)所看好——鈣鈦礦雙結疊層，理論轉換效率為43%；三疊層電池理論效率可達50%以上。因此，隨著資本和行業(yè)關注度的持續(xù)提升，鈣鈦礦預示著即將成為未來的“光伏黑馬”。相關數據顯示：截止到2022年末，國內鈣鈦礦相關融資估值已超百億。

然而鈣鈦礦現(xiàn)階段發(fā)展究竟怎樣？業(yè)界爭執(zhí)的產業(yè)化是否即將來到或者已經實現(xiàn)？纖納光電多個鈣鈦礦電站案例是否能給諸多疑問予以解答，且予以行業(yè)信心？或者已有答案。

畢竟，有了成功不會像山坡上的蒲公英那樣唾手可得。

蟄伏——“束之高閣”的鈣鈦礦

如果單純從鈣鈦礦這一礦物質名稱的由來，其實可以追溯到1839年。當年，德國礦物學家古斯塔夫?羅斯（Gustav Rose）發(fā)現(xiàn)鈦酸鈣（CaTiO3）晶體，為致敬地質學家Lev Perovski，遂將其命名為鈣鈦礦。當然，此時的鈣鈦礦與現(xiàn)今用在太陽能電池中的鈣鈦礦相較，差別明顯。

由于此種因素，一直有著鈣鈦礦不是新鮮事物的說法，不過難以確定是否因為對兩者的認知存在著一定的差異而導致的。

巧合的是，在1839年，光伏效應隨即問世。亞歷山大?貝克雷爾（Alexandre Becquerel）發(fā)現(xiàn)光照能使半導體材料不同部位之間產生電位差。

浪漫主義者將巧合解讀為冥冥之中的注定，科學與浪漫在此完美邂逅。

而后關于鈣鈦礦的發(fā)展史沒有更多的文字記載，因此有了足夠的留白，但卻給人更多的想象與摹畫的空間。

如果按照后期鈣鈦礦發(fā)展脈絡理想化解讀，此階段或者可以稱之為鈣鈦礦的蟄伏期，直至1978年，鈣鈦礦再次有了明晰的文字記載。

此時的鈣鈦礦如那深藏土壤中的種子，經過歲月的灌溉，終要發(fā)芽；亦如那蒙垢的晶體，即將鉛華盡去，閃耀而出。

有相關文字記載了鈣鈦礦的后續(xù)發(fā)展之路，而此階段的鈣鈦礦與我們今天所說的鈣鈦礦開始重合，同樣也開始了鈣鈦礦的“崛起”之路——

1978年，韋伯(Weber)開發(fā)出了一種與CaTiO3有著一樣晶體結構的有機金屬鹵化物，遂將其稱之為鈣鈦礦材料；

1991年，葛拉佐（Gratzel）等人發(fā)明染料敏化太陽能電池結構；

2009年，日本科學家宮坂力（Tsutomu Miyasaka）等人在將有機金屬鹵化物鈣鈦礦作為光敏劑應用在光伏電池中。

鈣鈦礦與光伏聯(lián)系到了一起。

然而，僅為2.2%效率的鈣鈦礦此時并未引起行業(yè)的關注。因為此時已經是晶硅電池的世界。畢竟相較于晶硅電池，2.2%的效率并不入眼。早在1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成實用單晶硅電池，轉換效率便達到了6%。太陽能轉換為電能的光伏技術由此誕生，彼時的科學家亦沒有預料到他們的發(fā)明為今后的世界帶來怎樣的影響。

相較晶硅電池的發(fā)展或者崛起之路，被“遺忘”在角落的鈣鈦礦注定了要以追逐者、挑戰(zhàn)者的身份走進舞臺。

從后期來看，此階段未嘗不可稱之為蓄勢階段，以更文藝的思維稱呼可稱之為蟄伏期。

初露——效率穩(wěn)步提升的實驗室寵兒

有人評價鈣鈦礦的發(fā)展有其必然性和必要性，因為從晶硅電池的誕生和發(fā)展，科學界便預判到其效率將成為未來發(fā)展的桎梏，而現(xiàn)今的事實的確也證明了此種想法的正確性。

晶硅電池效率的天花板已經成為橫亙在光伏產業(yè)快速發(fā)展時期的掣肘，難以支撐起快速降本增效的需求。

所以，必然需要一種新的技術如勇敢的騎士一樣，手持長槍無所畏懼的前行。

雖然TOPCon、異質結現(xiàn)今成為行業(yè)諸多企業(yè)的選擇，因為在PERC、PERC+技術的基礎上，兩者都擁有了相對更好的發(fā)展基礎，即使兩者的優(yōu)劣也為行業(yè)所爭執(zhí)和堅持。然而，隨著鈣鈦礦的發(fā)展，已經有越來越多的企業(yè)看好鈣鈦礦的發(fā)展前景，諸如隆基、通威、晶科、晶澳、東方日升等傳統(tǒng)實力企業(yè)已經開始在鈣鈦礦領域有所涉獵或布局。

其實，現(xiàn)今鈣鈦礦的發(fā)展絕非偶然。

在科學界尋求能夠打破晶硅效率天花板的方式和途徑時，曾經被“束之高閣”的鈣鈦礦重新進入視野就不足為奇了。

2010年，亨利·斯奈斯（Henry Snaith）全球首家鈣鈦礦光伏電池公司牛津光伏（Oxford PV）誕生，業(yè)界評價牛津光伏誕生開啟了鈣鈦礦光伏商業(yè)化進程。

而我國現(xiàn)今較具影響力的兩家鈣鈦礦公司相繼成立——

2010年，范斌等人成立惟華光能，2016年協(xié)鑫集團入股，成為協(xié)鑫集團旗下控股子公司；

2015年，姚冀眾、顏步一等創(chuàng)辦了國內第一批鈣鈦礦新材料的商業(yè)化科技公司——纖納光電。

當然，我國鈣鈦礦公司并非僅僅上述兩家。據浙商證券研究所相關信息曾顯示，僅鈣鈦礦電池板塊的主要玩家便達九家。然而隨著鈣鈦礦的持續(xù)被看好，其更展現(xiàn)出前所未有的發(fā)展速度，現(xiàn)今鈣鈦礦電池板塊的玩家已經遠超該數量。

與此同時，鈣鈦礦電池的效率在實驗室中不斷被刷新。時至2017年，鈣鈦礦電池效率已經突破20%。

2019年，NREL發(fā)布了最新的最高確認轉換效率圖表。由韓國化學技術研究所和麻省理工學院共同創(chuàng)造的鈣鈦礦電池的最高效率達到25.2%。

而中國鈣鈦礦企業(yè)中，纖納光電的鈣鈦礦電池效率9次登上鈣鈦礦組件光電轉換效率世界紀錄則被行業(yè)所記憶。

相關材料顯示：纖納光電以平均每年1.5%的速度提高鈣鈦礦組件轉換效率，已先后9次登上鈣鈦礦組件效率的世界紀錄。2022年9月，經太陽能電池效率測試機構日本電氣安全與環(huán)境科技研究所（JET）測試認證，纖納自主研發(fā)的鈣鈦礦太陽能小組件在穩(wěn)態(tài)功率輸出下的效率達到了21.8%。目前，單結鈣鈦礦電池實驗室效率為25.7%，距離晶硅電池存在一定差距。但隨著技術的進步，超越晶硅電池的效率在不久之后也將成為大概率事件。

鈣鈦礦雙結疊層，理論轉換效率為43%；三疊層電池理論效率可達50%以上。如此之高的效率是晶硅電池所無法比擬的，有媒體評價天空才是鈣鈦礦效率的極限。此種說法雖有夸張的成分，但是鈣鈦礦的高效率卻是不爭的事實。

雖然相關數據大多為實驗室實驗數據，但如此具有吸引力的效率依舊為行業(yè)所津津樂道。因此，鈣鈦礦又有著“實驗室寵兒”的稱謂。

破繭——從實驗室走向產業(yè)化

雖然鈣鈦礦較高的效率為行業(yè)所期待，但如果無法轉換成實際產品，實現(xiàn)量產，注定只能是鏡花水月。

鈣鈦礦產線的建立成為必然之舉，中國的鈣鈦礦企業(yè)同樣開始了不懈的努力。

2022年初，纖納的100MW鈣鈦礦產線建成投產，5月20日，纖納率先發(fā)布了全球首款鈣鈦礦商用組件alpha，7月下旬，該公司舉行了首批α組件的發(fā)貨儀式，組件用于省內工商業(yè)分布式電站。行業(yè)評價，這是鈣鈦礦發(fā)展史中具有開拓性意義的歷史時刻。

2022年底，協(xié)鑫光電的100MW產線處于工藝開發(fā)和設備改造階段，預計2023年底跑通量產并實現(xiàn)18%以上的轉換效率。2023年3月，極電光能宣布150MW產線處于工藝調試。而一直走在鈣鈦礦產業(yè)化前端的纖納公司已在為下一條GW級產線的擴產做準備了。

雖然上述三家鈣鈦礦企業(yè)僅僅是世界鈣鈦礦企業(yè)的代表，但卻以強勁的實力反映出了世界鈣鈦礦電池的發(fā)展現(xiàn)狀。據了解，諸如牛津光伏、萬度等同樣在建設百兆瓦級的量產線。

之前，圈子內戲稱鈣鈦礦企業(yè)“靠著PPT賣貨”。雖為茶余飯后的嬉笑之說，但卻真實地道出了鈣鈦礦沒有量產、或者沒有產品的尷尬境地。

某企業(yè)相關負責人曾表示，現(xiàn)階段很難用標準來衡量什么樣的企業(yè)才算合格的鈣鈦礦企業(yè)。因為現(xiàn)階段依舊是鈣鈦礦行業(yè)的發(fā)展初期，如六七歲的孩子，正是開始汲取知識、即將進入快速生長發(fā)育期的階段。但未來或者可以按照“是否有核心技術——是否有規(guī)模化產線——是否有量產產品——是否能賣產品——是否有工程案例（非效果圖）”這樣粗略的標準來衡量。

纖納光電聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO姚冀眾認為，現(xiàn)階段我國鈣鈦礦的發(fā)展已經進入到了產業(yè)化發(fā)展的第一階段或者初級階段。以纖納光電為例，2020年20MW中試線建成，全球首條100MW鈣鈦礦規(guī)模化產線已于2022年初建成投產，5月率先發(fā)布了全球首款鈣鈦礦商用組件α，7月首批α組件正式出貨，這恰是產業(yè)化的一個寫實。

“相較于晶硅組件的產能和出貨量，鈣鈦礦無疑處于弱勢，但是這并不能因此而否定或者忽視諸多鈣鈦礦企業(yè)的努力，反而應該銘記行業(yè)中每個企業(yè)重要貢獻和具有代表性的事件。行業(yè)的發(fā)展史應該清晰地記錄每一個企業(yè)的印記。”姚冀眾如是說。

鈣鈦礦光伏技術的快速發(fā)展獲得了行業(yè)的認可，其評價鈣鈦礦電池技術用十余年的時間走完了傳統(tǒng)光伏技術幾十年的發(fā)展道路。

作為破局者，鈣鈦礦電池技術快速地進步著，并向晶硅電池不斷地靠近著，但其依舊存在著差距。時間對于后來者，必然有著更高甚至苛刻的要求，如此實現(xiàn)超越，才能夠滿足浪漫主義者對創(chuàng)新精神和勇于拼搏的精神刻畫。

路雖遠，但鈣鈦礦已經開始破繭。

化蝶——打破局限成為必然

鈣鈦礦會成為未來的必然選擇么？沒有人能夠給予準確的答案。但資本的選擇會給予一定的參考。

誠如：三峽之于纖納，騰訊之于協(xié)鑫光電，高瓴資本之于曜能等……據悉，纖納在2022年10月完成了D輪融資，資金將主要用于鈣鈦礦前沿技術開發(fā)和GW級產線擴建，加快布局鈣鈦礦商業(yè)化第二階段；協(xié)鑫在2022年12月完成B+輪融資，用于完善公司100MW鈣鈦礦生產線和工藝；進入2023年，極電于3月完成A輪融資，用于鈣鈦礦前沿技術開發(fā)和150MW產線的運營。

資本在看好鈣鈦礦發(fā)展前景的同時，同樣反映出資本對相關企業(yè)研發(fā)實力的堅信——

纖納光電姚冀眾博士畢業(yè)于倫敦帝國理工學院，師從英國皇家科學院院士Jenny Nelson教授；

協(xié)鑫光電范斌畢業(yè)于瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學，博士期間師從米夏埃爾?格雷策爾；

曜能北京大學材料科學與工程系特聘研究員周歡萍和北京理工大學教授陳棋，師從美國加州大學洛杉磯分校；

仁爍光能譚海仁，南京大學現(xiàn)代工程與應用科學學院教授、博導。

仔細觀察會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今行業(yè)內鈣鈦礦電池板塊企業(yè)大多有著技術人才的支撐和領導，從而保障了技術的不斷進步。

纖納光電聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO姚冀眾認為，現(xiàn)在囿于產能，在較大程度上拉升了鈣鈦礦的成本，以纖納α組件為例，當實現(xiàn)吉瓦級產能時，產品價格會較之百兆瓦級產品價格實現(xiàn)大幅度下降。

對于衰減性的問題，2016年，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院對鈣鈦礦組件做了一項實驗——在標準光源下，讓該組件連續(xù)工作12000個小時，結果沒發(fā)現(xiàn)任何衰減。

2019年，華中科技大學實驗數據顯示：在晶硅IEC61215標準下，鈣鈦礦組件連續(xù)工作9000個小時沒發(fā)生任何衰減。

2021年2月，纖納宣布其自主研發(fā)的鈣鈦礦組件順利通過了基于IEC61215標準的穩(wěn)定性加嚴測試。認證的內容分別為紫外、濕熱、光衰等核心耐老化加嚴測試。2023年初，纖納再次宣布，經德國電氣工程師協(xié)會（VDE）權威認證，纖納α組件已順利通過IEC61215、IEC61730穩(wěn)定性全體系認證，成為全球首個、且目前唯一完整通過這兩項穩(wěn)定性全體系測試的鈣鈦礦機構。至此，業(yè)內最為擔憂的鈣鈦礦量產穩(wěn)定性痛點問題已被完全攻克，標志著纖納光電掃除了鈣鈦礦組件進入市場端的最后障礙，為鈣鈦礦大規(guī)模商業(yè)化應用鋪平了道路，把鈣鈦礦光伏技術推向了產業(yè)化第二階段。

當問題不再是問題，鈣鈦礦產品的優(yōu)勢則更顯突出——低成本、高經濟性、低溫度系數、熱斑效應小、隱裂風險小、能源消耗量小……無疑都具有著較強的說服力。

當然，不可否認鈣鈦礦仍有較大的發(fā)展空間，但是隨著產業(yè)鏈的逐步完善以及技術的迭代升級，誰能斷言鈣鈦礦不是未來能源的答案呢？“不要相信勝利就像山坡上的蒲公英一樣唾手可得,但請相信,世上總有美好值得我們全力以赴。”鈣鈦礦產業(yè)化大幕已開啟，期待未來有更精彩的表現(xiàn)。