中國團隊攻克第三代光伏規模化生產技術難題

由浙江一家民營企業和兩所高校組成的創新團隊提出太陽能電池材料鈣鈦礦的塗層革新技術，實現了平米級鈣鈦礦組件的穩定批量生產，推動鈣鈦礦技術實現了從實驗室到規模化應用的跨越。5月22日，該項研究成果發表於《科學》雜誌。

鈣鈦礦太陽能電池是第三代光伏技術，具有柔性、質輕等特性，即便在陰天也可保持較穩定的光電轉換效率。該論文第一作者及通訊作者、杭州纖納光電科技股份有限公司首席技術官顏步一表示，鈣鈦礦電池的核心部位是鈣鈦礦吸光層，主要通過鈣鈦礦溶液成膜和結晶來製備，此前的常見工藝難以精準控制結晶厚度和平整度，因此影響鈣鈦礦面板的發電效能。

在浙江大學、浙江理工大學的支持下，創新團隊提出三維層流風場技術，攻克了鈣鈦礦薄膜大面積結晶均勻性難題。

“三維層流風場技術就像在塗了鈣鈦礦溶液的玻璃基板上放置一個結構複雜的‘抽油煙機’。通過巧妙結合旋塗工藝、真空閃蒸工藝，讓氣流平穩、均勻、定向地掠過玻璃基板，起到乾燥的作用，從而讓鈣鈦礦更均勻地結晶。”顏步一説，通過理論分析和計算優化，三維層流風場技術實現了對鈣鈦礦薄膜厚度的精準控制，使0.79平方米麪積上的鈣鈦礦薄膜厚度波動小於3微米。該技術減少了表面缺陷，優化了結晶形態，使殘留溶劑減少90%。經户外實證推算，應用新技術的鈣鈦礦組件10年衰減率不超過10%，達到光伏組件使用壽命的要求。

據悉，基於該技術建造的百兆瓦鈣鈦礦量產線，組件良率突破98.5%，0.79平方米組件功率達118W。在此基礎上建設的500千瓦級鈣鈦礦商業電站，單位裝機容量等效滿發時長較晶硅組件高29%，高温季發電量較晶硅組件多31.9%。

美國加州大學洛杉磯分校材料科學與工程系主任楊陽表示，該技術兼顧了效率、穩定性與生產良率和可擴展性，表明鈣鈦礦太陽能電池技術已具備了規模化量產的基本條件。

據瞭解，這是中國企業首次以獨立第一作者在《科學》上發表研究型論文。杭州纖納光電成立於2015年，一直專注於鈣鈦礦太陽能電池的研發和生產，已經12次打破鈣鈦礦組件領域的世界轉化效率紀錄，還建造了全球首條百兆瓦鈣鈦礦量產線。