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1、鈣鈦礦電池技術(shù)迎來多重突破
(1)單節(jié)鈣鈦礦電池效率突破27.2%
中科院研制的單節(jié)鈣鈦礦電池效率突破27.2%。2025年11月11日，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所游經(jīng)碧研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊研制出光電轉(zhuǎn)換效率為27.2%的鈣鈦礦太陽能電池原型器件。器件在1個標(biāo)準(zhǔn)太陽光和最大功率輸出點(diǎn)條件下持續(xù)運(yùn)行1529小時后，仍可保持初始效率的86.3%。此外，器件在1個標(biāo)準(zhǔn)太陽光與85°C光熱耦合加速老化條件下，持續(xù)運(yùn)行1000小時后仍能維持初始效率的82.8%。相關(guān)成果在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。
實現(xiàn)高效率鈣鈦礦太陽能電池的關(guān)鍵要素之一是制備高質(zhì)量的鈣鈦礦半導(dǎo)體薄膜。中科院科研團(tuán)隊通過在鈣鈦礦薄膜生長中引入堿金屬草酸鹽，利用解離出的鉀離子與氯離子之間的強(qiáng)結(jié)合作用，有效束縛氯元素的垂直無序遷移，使其在鈣鈦礦材料中均勻分布。基于這一方法，研究團(tuán)隊成功制備出載流子壽命高達(dá)20微秒，界面缺陷態(tài)密度低至1013每立方厘米的鈣鈦礦半導(dǎo)體薄膜。
2025年11月17日，西湖大學(xué)王睿團(tuán)隊等人在《Nature Communications》上發(fā)表的研究，直面FAPbIs鈣鈦礦光伏中殘留MA+ 導(dǎo)致的穩(wěn)定性瓶頸，實現(xiàn)了26.1%的轉(zhuǎn)換效率。在55°C、連續(xù)單太陽光光照下進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤，目標(biāo)器件在1000小時后仍保持超過95%的初始效率。而使用MACI添加劑的對照組器件則在約500小時后性能降至初始值的60%。
甲基氯化銨(MACI)添加劑能有效促進(jìn)a-PAPbL3形成，但其熱分解后殘留的MA在熱/光應(yīng)力下會顯著損害器件長期穩(wěn)定性。團(tuán)隊開發(fā)了一種a相輔助反溶劑方法，使用不含MACI的前驅(qū)體，并通過在反溶劑中引入甲基氨基硫氰酸鹽(MASCN)成功制備了MA殘留極低的a-FAPbL3薄膜。MASCN顯著降低了a-FAPbI3的形成能，促進(jìn)了鈣鈦礦從濕膜直接向a相轉(zhuǎn)變，繞過了8相中間產(chǎn)物，形成了高質(zhì)量的晶體。
此外，2025年8月11日，海南大學(xué)可再生能源光電材料與器件團(tuán)隊自主研發(fā)的單結(jié)鈣鈦礦電池穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)27.32%，在較短時間內(nèi)取得了第三代光伏技術(shù)領(lǐng)域的突破。
(2)柔性鈣鈦礦電池小面積(0.04cm2)器件效率達(dá)到20.3%柔性鈣鈦礦太陽能電池因其輕量化、可彎曲等特性，在可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
上海交通大學(xué)戚亞冰教授與多所科研機(jī)構(gòu)合作，在超柔性鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破。研究創(chuàng)新性地提出“氧化鎳(NiOx)+自組裝單分子層(2PACz)”的雙空穴傳輸層結(jié)構(gòu)，解決了超柔性鈣鈦礦太陽能電池長期面臨的“效率與穩(wěn)定性難以兼顧”的問題。一方面，NiOx納米顆粒憑借100°C的低溫制備特性，可以降低其對柔性透明聚酰亞胺(tPI)基底的熱損傷;另一方面，2PACz自組裝單分子層通過界面偶極效應(yīng)的精準(zhǔn)調(diào)控，將Ni0x的能級與鈣鈦礦材料的能級實現(xiàn)了高度適配。
團(tuán)隊采用2.1m厚的tPI基底與130nm厚的非品ITO組合，并搭配NiOx/2PACz雙空穴傳輸層，使小面積(0.04cm2)器件的效率達(dá)到20.3%。同時，通過原子層沉積技術(shù)制備15nm厚的氧化鋁/聚對二甲苯雙層防護(hù)結(jié)構(gòu)，讓器件在空氣中效率保持90%的時間達(dá)到130小時，保持80%的時間達(dá)到260小時。
（3）寧德時代首次成功實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率超過20%的1m×2m 大尺寸鈣鈦礦光伏模組
上海交通大學(xué)趙一新教授團(tuán)隊與寧德時代21C創(chuàng)新實驗室合作，在國際上首次成功實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率超過20%的1mX2m大尺寸鈣鈦礦光伏模組，創(chuàng)造了該領(lǐng)域的世界紀(jì)錄。
該研究創(chuàng)新性地提出“基質(zhì)限域分子層”型空穴傳輸層構(gòu)型新概念，突破了傳統(tǒng)自組裝單分子層空穴傳輸層體系中面臨的分子聚集、堆疊和結(jié)晶的本征限制。團(tuán)隊利用具有強(qiáng)吸電子能力與優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性的三(五氟苯基)硼烷分子構(gòu)建主體骨架，將空穴傳輸分子分散于BCF基質(zhì)中，形成類似于“棗糕結(jié)構(gòu)”的傳輸層。這一創(chuàng)新結(jié)構(gòu)有效抑制了空穴傳輸分子的堆疊傾向與聚集行為，解決了制約大面積鈣鈦礦光伏模組發(fā)展的薄膜不均勻、界面不穩(wěn)定難題。
2025年11月19日，軍事科學(xué)院國防科技創(chuàng)新研究院常超、北理工徐健、南京大學(xué)林仁興和譚海仁等人開發(fā)了一種偶極鈍化策略，在降低Pb-Sn鈣鈦礦埋底界面陷阱密度的同時，實現(xiàn)了HIL/鈣鈦礦界面的精準(zhǔn)能級對齊。該策略增強(qiáng)了歐姆接觸，促進(jìn)空穴高效注入HTL，并將電子排斥出界面，從而將載流子擴(kuò)散長度提升至6.2um，使Pb-Sn鈣鈦礦電池效率提升至24.9%(Voc=0.911V，Jsc=33.1mAcm2FF-82.6%)。此外，該策略有效緩解了疊層器件互聯(lián)層引起的接觸損失，最終實現(xiàn)全鈣鈦礦疊層電池的30.6%效率(認(rèn)證穩(wěn)態(tài)效率30.1%)
2025年11月27日晶科能源宣布基于N型TOPCon的鈣鈦礦疊層電池轉(zhuǎn)化效率突破34.76%。這是晶科第32次打破電池效率和組件功率世界紀(jì)錄。該數(shù)據(jù)經(jīng)國家光伏產(chǎn)業(yè)計量測試中心(NPWM)權(quán)威認(rèn)證，此結(jié)果標(biāo)志著晶科在下一代鈣鈦礦疊層技術(shù)領(lǐng)域的布局取得了重大進(jìn)展。從產(chǎn)業(yè)價值來看，該技術(shù)成果不僅展現(xiàn)了品科在鈣鈦礦技術(shù)研發(fā)上的深厚積累，也為其后續(xù)在高效疊層電池產(chǎn)業(yè)化布局方面提供了技術(shù)支撐。
京東方采用剛性/柔性/疊層組件技術(shù)路線并行開發(fā)，三大研發(fā)平臺效率不斷突破，實現(xiàn)了從手套箱(2.5*2.5cm)到實驗線(30*30cm)再到(1,200*2,400cm)三大平臺全工藝流程拉齊。剛性組件方面，目前手套箱轉(zhuǎn)換效率經(jīng)計量院認(rèn)證達(dá)到27.3%，基礎(chǔ)科研達(dá)到一流水平;實驗線轉(zhuǎn)換效率23.49%;中試線全面積轉(zhuǎn)換效率20.01%。分別實現(xiàn)了小面積、中面積和單結(jié)大面積器件效率行業(yè)第一梯隊。
柔性組件方面，京東方轉(zhuǎn)換效率持續(xù)提升，實驗線轉(zhuǎn)換效率達(dá)到20.11%;中試線全面積效率達(dá)到17.7%,實現(xiàn)業(yè)內(nèi)面積最大同時功率最大;同時公司4T疊層組件轉(zhuǎn)換效率突破行業(yè)新紀(jì)錄，實驗線達(dá)到28.42%;中試線達(dá)到25.36%。5月公司實驗線產(chǎn)品通過德國萊茵認(rèn)證，標(biāo)志著公司在鈣鈦礦光伏組件的可靠性達(dá)到行業(yè)頭部水平。
2、晶硅巨頭積極延伸布局疊層技術(shù)，規(guī)劃產(chǎn)能超33GW
格局:廠商逐步聚焦柔性組件等差異化市場;晶硅電池巨頭持續(xù)關(guān)注進(jìn)展，圍繞優(yōu)勢領(lǐng)域布局疊層電池技術(shù)，領(lǐng)先者百兆瓦級中試線已投產(chǎn)。
產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)展不斷。據(jù)不完全統(tǒng)計，明確規(guī)模的產(chǎn)能規(guī)劃超33GW，其中仁爍光能等頭部廠商量產(chǎn)展望樂觀，技術(shù)的進(jìn)一步成熟或?qū)⒓铀僖?guī)劃產(chǎn)能落地。
3、政策催化不斷，鈣鈦礦及疊層電池產(chǎn)業(yè)化有望加速
2025下半年開始，多地部門發(fā)布相關(guān)政策，鼓勵鈣鈦礦及疊層電池產(chǎn)業(yè)化;2025年11月，工信部吹響中試平臺建設(shè)號角，制造業(yè)中試平臺是為處在試制階段的樣品轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)過程提供中試服務(wù)的載體，平臺建設(shè)目標(biāo)是加快創(chuàng)新成果工程化突破和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等，預(yù)計后續(xù)各地對鈣鈦礦產(chǎn)能擴(kuò)張和項目補(bǔ)貼等支持措施有望加快落地。