【編者按】十年前，《科學》（Science）雜志評選2013年十大突破，新型太陽能電池材料鈣鈦礦制成的電池入選。它具備效率高、成本低、制造工藝簡單、光譜吸收范圍廣等優勢，一夜之間成為行業關注焦點。

2016年，國內迎來鈣鈦礦電池創業元年。到2022年下半年，鈣鈦礦電池已經成為大熱賽道，但在經歷奧聯電子“履歷門”事件后熱度降溫。資本大量涌入下，行業亟需理性態度。在技術上，鈣鈦礦電池存在多條各有優劣的技術路線，面臨壽命、穩定性、大面積應用時的效率損失等痛點，很多原始創新仍然出自國外。

近期，鈣鈦礦領域多位學術界和產業界人士向澎湃科技（www.usamodel.cn）回溯了鈣鈦礦電池的冷與熱，提出推進產業化的理性思考。澎湃科技特別推出“探路鈣鈦礦”專題，敬請垂注。

暨南大學新能源技術研究院麥耀華教授團隊制備的柔性鈣鈦礦光伏組件 微信公眾號@暨南大學信息科學技術學院 資料圖

去年上半年，投資人問“礦在哪里”；去年下半年，鈣鈦礦電池賽道大熱。今年2月，奧聯電子“履歷門”事件發酵，鈣鈦礦電池熱度降溫。近期，鈣鈦礦領域多位學術界和產業界人士向澎湃科技（www.usamodel.cn）回溯了鈣鈦礦電池的冷與熱，提出推進產業化的理性思考。能源龍頭企業與新勢力初創企業入局鈣鈦礦電池，其中不乏跨界投資，但當前市場預期仍超前，需理性看待行業玩家，同時規避走向商業化量產中的風險。

鈣鈦礦電池最早從實驗室里走出，逐漸從科學性問題變成工程學問題。中國科學院上海光學精密機械研究所（下稱上海光機所）薄膜光學實驗室主任、研究員邵宇川說，科學的發展就像攀登臺階，在瓶頸期時，新工藝新材料的突然出現或許能讓科學水平立馬提升，“科學的發展脈絡就是這樣，當年有機光伏研究了很多年，培養了一批教授。后來鈣鈦礦的提純、結晶技術都來自于有機光伏。鈣鈦礦材料是否能走到最后，這也不一定，但不代表現在的投入是錯的，因為在這個過程中積累了對光伏材料的理解、對科研人員的培訓。即使鈣鈦礦沒有走到最后，當下一個新材料來臨時，積累的科研和產業化力量也可能讓我們迅速成功。”

早期創業者教育市場，產業鏈逐漸成熟

根據公開資料，國內鈣鈦礦電池產業化的早期先行者包括師從鈣鈦礦結構電池發明者邁克爾·格拉策爾的昆山協鑫光電材料有限公司CEO范斌。2010年，他和清華大學本科同宿舍的同學在廈門創立廈門惟華光能，這是協鑫光電的前身。廈門惟華光能早期研究有機光伏，2013年轉為研發鈣鈦礦技術。2016年底，協鑫集團并購廈門惟華光能，在蘇州成立惟華光能的全資子公司蘇州協鑫納米科技有限公司，范斌任總經理。第二年，協鑫納米投資7000萬元，在蘇州建成10兆瓦級別鈣鈦礦光伏組件中試生產線。2019年底，協鑫光電成立，聚焦鈣鈦礦太陽能組件研發和生產，協鑫納米為母公司，范斌任協鑫光電CEO。2020年該公司開始建設100兆瓦鈣鈦礦組件量產線。

同一時期布局的還有成立于2015年的杭州纖納光電科技有限公司，成立初期以鈣鈦礦新材料研發、鈣鈦礦電池效率提升為研究重點，此后探索鈣鈦礦批量生產、組件穩定性等商業化核心研究，百兆瓦級鈣鈦礦規模化產線于去年初建成投產。

鈣鈦礦電池結構。

早期的創業者們教育了市場，帶動了核心設備供應商。耀途資本投資副總裁周俊認為，國內鈣鈦礦電池創業元年是2016年前后。“五六年前，鈣鈦礦電池的研究主要集中在小面積電池的高效發電上，國內外高校不停刷新小面積鈣鈦礦電池光電轉換效率的科研紀錄，在一平方厘米甚至是芝麻粒大小的面積上追求高轉換效率。”彼時國內鈣鈦礦電池產業鏈還是一片空白。2022年以后，市場已經達成共識，要把鈣鈦礦電池做大做穩定，大量資本進來了，產業化配套也完善了，有企業開發大面積鈣鈦礦電池的涂布裝備、蒸鍍機，也有企業布局激光劃切、封裝、透明導電玻璃，產業鏈逐漸成熟，為后成立的鈣鈦礦電池組件企業提供“后發機會”。

從事鈣鈦礦電池技術研發和商業化應用的深圳無限光能技術有限公司（下稱“無限光能”）成立于2022年，其創始人兼CEO梁作明顯感到，2020年下半年，國內鈣鈦礦電池逐漸受到資本關注，到2022年下半年鈣鈦礦電池賽道大熱。“頭部機構介入，加上去年下半年二級市場熱點不多，鈣鈦礦電池一下子備受關注。市場首先推的是鈣鈦礦電池的上游設備商，后來覆蓋到電池制造端，各大券商的研究報告把市場推得很熱。”

去年上半年，梁作在無限光能融資過程中發現，一些機構并不了解鈣鈦礦，以為這是一種礦物，他們會問“礦在哪里、中國缺不缺”，但到了去年10月，機構更新認知，鈣鈦礦的科普便不再需要了。但這樣的熱度并未一直持續，梁作說，從投資端來看，今年2月奧聯電子“履歷門”發酵后，鈣鈦礦電池的熱度有所降溫，投資人變得更加理性。

基于“雙碳”趨勢、鈣鈦礦電池的技術成熟度及資本市場對鈣鈦礦電池的認可，2020年底，梁作與清華大學電機工程與應用電子技術系名濤冠名副教授易陳誼開始籌備創辦鈣鈦礦電池企業。梁作熟悉面板行業的設備、工藝，引進了面板行業的核心工藝技術人員，組建量產團隊，2022年注冊成立無限光能，目前計劃從實驗室邁向中試，建立百兆瓦中試線，測試大尺寸組件效率，提升良率，調整產線節拍和穩定性。梁作說，“如果解決這些問題，量產就簡單了，只要多做幾條產線擴產。”

傳統光伏大廠入局，不乏跨界投資

到目前為止，鈣鈦礦電池產業化吸引了一批傳統光伏大廠、知名鋰電池企業、高校研究人員和社會資本入局。

今年3月，全球動力電池龍頭企業寧德時代“鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法與用電裝置”專利公布。寧德時代董事長曾毓群3月份在2022年業績說明會上表示，鈣鈦礦電池進展順利，正按計劃推進。

在光伏龍頭企業中，隆基綠能鈣鈦礦/晶硅疊層兩端電池效率29.55%、鈣鈦礦/晶硅疊層四端電池效率25.9%，入選“2022太陽電池中國最高效率結果”。太陽能電池行業龍頭企業通威股份4月份在互動平臺表示，公司在鈣鈦礦/硅疊層電池等前沿技術方面的研發取得積極進展，鈣鈦礦/硅疊層實驗室已于2022年內投入使用，小尺寸鈣鈦礦/晶硅疊層電池實驗室第三方認證效率達到27.19%。

5月，2022年度暨2023年第一季度業績說明會上，晶科能源董事長李仙德表示，背接觸電池（BC）與鈣鈦礦電池都為公司重要在研項目，“目前BC電池已布局中試線，鈣鈦礦未來是突破晶硅電池效率極限的主要途徑，公司將持續關注。”

鈣鈦礦電池產業化進展（根據公開資料整理）。

能源企業里，據國際太陽能光伏供應鏈新聞網站PV Tech在2019年報道，中國風電公司金風科技股份有限公司注資成立于2010年的英國鈣鈦礦太陽能公司牛津光伏（Oxford PV），彼時牛津光伏D輪融資3100萬英鎊。而牛津光伏的聯合創始人和首席科學家是牛津大學物理系教授亨利·斯奈斯（Henry Snaith），斯奈斯等人曾在2013年采用共蒸發方法制備鈣鈦礦薄膜，形成一種全新的平面異質結電池，效率達到15.4%，引起世界矚目。2022年12月，牛津光伏宣布已改進其鈣鈦礦/晶硅疊層兩端電池技術，效率超27%，2023年將在德國勃蘭登堡量產。

新興光伏技術鈣鈦礦電池頗受資本青睞，其中不乏跨界投資。去年12月，協鑫光電宣布完成5億元人民幣B+輪融資，淡馬錫投資、紅杉中國、IDG資本三家聯合領投，川流投資等機構跟投，大股東協鑫科技持續加碼。而在一年前的數億元人民幣B輪融資中，協鑫光電投資方之一包括了廣西騰訊創業投資有限公司。已經完成D輪融資的纖納光電，股東包括多家能源類央國企等，如三峽集團、京能集團、浙能集團等。

此外，鈣鈦礦光電產品研發制造企業無錫極電光能科技有限公司（下稱“極電光能”）前身是長城控股旗下蜂巢能源科技有限公司下設的太陽能事業部，2018年初開始預研鈣鈦礦光電技術，2020年4月獨立為無錫極電光能科技有限公司。而長城控股是長城汽車的母公司，2017年底，長城汽車董事長魏建軍找到30多年光伏從業經驗的于振瑞，希望布局相關光伏項目，后來的于振瑞成為了極電光能的聯合創始人和總裁。今年4月，極電光能位于無錫的鈣鈦礦產業基地項目開工，全球首條1GW（吉瓦）鈣鈦礦光伏生產線動工。

百花齊放尋路線，度電成本是關鍵

能源龍頭企業與新勢力初創企業的布局，鈣鈦礦電池賽道百花齊放，瞄準單結鈣鈦礦電池、晶硅/鈣鈦礦疊層電池、全鈣鈦礦疊層電池等不同技術路線，聚集地面電站、室內弱光發電、BIPV（光伏建筑一體化）、CIPV（汽車集成光伏）等不同應用場景，從實驗室逐步走向中試及量產，推進百兆瓦甚至GW級產線落地。

中國科學院上海光學精密機械研究所（下稱上海光機所）薄膜光學實驗室主任、研究員邵宇川表示，當前，學術界和產業界針對鈣鈦礦電池正在探索不同技術路徑和應用可能性。不管是國家的科研投入還是資本的投入，都足夠撐起業內選擇多條路線開展研發。“積極探索、充分競爭是好事，不管是科研端還是產業化，中國都處于國際領先水平。”

“一個產業只有一兩個企業在做，這個產業肯定做不起來。”暨南大學新能源技術研究院院長麥耀華2022年8月成立廣東脈絡能源科技有限公司，推動鈣鈦礦電池產業化。“2019年、2020年以后，更多玩家進入鈣鈦礦太陽能電池產業。”他表示，光伏產業需要大家共同努力把蛋糕做大，讓產業鏈更成熟、更完善。

“就像十幾年前的晶硅電池市場一樣，2005年很多企業在做晶硅電池，到現在仍然有很多企業，排名前20的企業活得都比較好。”麥耀華表示，鈣鈦礦電池也一樣，“不會出現贏家通吃，一下子就走到只剩幾個巨頭的局面，因為光伏產業在未來二十幾年仍是增量市場，市場容量不斷增加。”

“去年下半年市場熱情高漲，吸引了非常多的團隊入局，這是一個新型產業發展初期的正常狀態，有利于加速產業的發展，但百花齊放不是產業發展的最終形態。”梁作認為這樣的狀態最多再持續一兩年，甚至今年下半年就會有所改變，“經過一段時間后會慢慢收斂，收斂到少數企業往前推進。”

鈣鈦礦電池上游核心設備供應商上海德滬涂膜設備有限公司董事長王錦山認為，百花齊放是產業發展的必經階段，只有這樣才能找到最佳路線，但最佳路線是“市場說了算”，尤其是光伏的成本空間小，對價格敏感，因此必須降低成本。

光伏是一個不斷降本增效的產業，提高光電轉換效率、降低度電成本是光伏產業的永恒主題。包括集中式光伏發電站和分布式光伏電站在內的晶硅電池發電市場本質上要計算投資回報率，其度電成本包括初始的裝機成本、后續的運維成本等。“全生命周期的平準化度電成本（LCOE）是一個綜合指標。安裝在中國西部地區的傳統晶硅電池平準化度電成本大約為0.25元/千瓦時，如果鈣鈦礦太陽能電池的度電成本比晶硅電池更有優勢，就可以跟晶硅電池競爭。”但梁作認為三五年內“鈣鈦礦電池直接和晶硅電池PK（對決）的難度非常大”。

麥耀華團隊同樣做過平準化度電成本測算，如果鈣鈦礦電池能夠達到18年壽命、18%的轉換效率，銷售價格達到1.2元/瓦以下，那么鈣鈦礦電池在度電成本上相比于晶體硅電池就有了優勢。

市場預期超前需理性，通力合作降產業鏈成本

評判一個新興光伏技術是否有競爭力，需要比較全生命周期的平準化度電成本。而降本增效體現在技術實力上，具體指標包括鈣鈦礦電池大面積使用時的效率、壽命、穩定性等，這也是當前鈣鈦礦電池面臨的主要痛點。

鈣鈦礦電池最早從實驗室里走出，逐漸從科學性問題變成工程學問題，就像芯片工藝必須經歷從14納米走向7納米、5納米這樣一條必經之路，鈣鈦礦電池走向大尺寸、產業化也必須解決痛點問題。“未來努力的方向包括提高鈣鈦礦電池的壽命、降低成本，注重環境友好性，防止鉛泄漏。小面積鈣鈦礦電池效率已經做得非常好了，大面積的效率還要繼續努力。”邵宇川認為，減少鈣鈦礦電池大面積應用時的效率損失，要從生產的均勻性、工藝的固化等方向努力。目前業內也在努力，通過組分、工藝、溶劑配比以及生產環境的調控，提高生產的穩定性。

任何一種新材料本身都兼具優點和缺點，邵宇川表示，利用優點既能在競爭中篩掉一批材料，也能覆蓋自身弱點。“目前硅的成本下降很快，鈣鈦礦電池要充分利用鈣鈦礦本身特有的材料優勢，才能覆蓋掉成本上的弱勢。比如利用鈣鈦礦電池的弱光優勢，現在室內光照時間長，消費電子充電需求大，是否可以將兩者結合？”

太陽能電池分類。

梁作則呼吁理性看待鈣鈦礦電池產業化，既要看到充滿希望的前景，也要看到發展中的挑戰。鈣鈦礦電池產業化不可能一蹴而就，工藝設備投入成本高，技術路線摸索時間長，冒進對產業化演進并非好方式。他認為鈣鈦礦電池的產業化進程也會是一個往復波動發展、螺旋式上升的過程。就像中國光伏產業的演進經歷了周期性起伏，“第一代晶硅電池從2006年左右開始快速發展。2012年受歐美雙反政策影響，光伏行業遭遇巨大打擊，幾家頭部光伏企業相繼破產。2013年，國家出臺光伏支持政策，行業發展逐漸恢復。直到2018年 ‘531新政’（即《關于2018年光伏發電有關事項的通知》）不再對光伏電站補貼，光伏產業又陷入低迷。”

一路“狂飆”的光伏行業“急剎車”，轉機出現在2019年下半年，當時單晶硅電池效率提升，技術成熟，度電成本低。2020年“雙碳”目標提出后，光伏產業進一步步入上行周期，“這一輪光伏上行發展由市場化帶動，步伐更穩健。”梁作表示，從當前鈣鈦礦電池產業化發展來看，“市場熱情沒問題，但市場預期超前。一級市場也好，二級市場也好，要給企業時間和機會。”他將鈣鈦礦電池的發展比喻成電動汽車，初期市場化應用案例并不多，用戶不敢用，需要政府政策支持推動示范性應用。實證案例的驗證有利于鈣鈦礦電池組件企業改進技術和產品。

“我們要對鈣鈦礦電池充滿信心和耐心，鈣鈦礦是有潛力的好技術，成本低廉，能做到大面積使用。但它不是一個兩三年之內就能沖上主流市場的技術，仍然面臨一系列問題，鈣鈦礦不會在明年量產，也不會在后年量產。”周俊表示，目前鈣鈦礦電池賽道存在一定泡沫，大量資本涌入，需理性看待行業玩家，投資人要尋找真正具有企業家精神、能長期堅持鈣鈦礦電池技術并實現商業化量產的入局者。

對于鈣鈦礦電池行業的可持續發展，麥耀華表示，行業里的玩家目前都不是競爭對手，要通力合作，進一步降低設備供應商、材料供應商等產業鏈成本，制定鈣鈦礦電池標準，實現鈣鈦礦電池組件尺寸的標準化和系列化，“未來的組件尺寸不是一個固定尺寸，更可能是一系列適用于不同市場的尺寸。我們應該了解客戶的需求，結合上游設備供應商和原材料供應商的能力來選定合適的尺寸。否則就會造成上游設備和原材料的成本增加或者下游安裝成本的增加，最后影響整個產業鏈發展。”

與此同時，麥耀華表示，國外很多研究機構和企業早已開展專利布局。牛津光伏是全世界最早從事鈣鈦礦電池產業化的企業，也是最早開始做疊層鈣鈦礦電池產業化的公司，“他們申請了很多相關專利，業內要多加留意，建設好技術護城河，避免專利糾紛，影響技術發展和產業化。”