據悉，針對鈣鈦礦太陽能電池高溫工作條件下運行穩定性差這一領域難題，南開大學化學學院教授袁明鑒帶領課題組開展高水平國際合作研究，成功制備出兼具高能量轉換效率與高運行穩定性的鈣鈦礦太陽能電池器件。

鈣鈦礦太陽能電池是以鈣鈦礦型（ABX3型）晶體作為吸光層材料的電池。作為新一代太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池具有高效率、低成本、易制備等特點。

鈣鈦礦電池理論效率極限遠高于單結晶硅電池。普通單晶硅電池/晶體硅太陽能電池極限轉換效率分別為24.5%/29.4%。據晶科能源和通威股份數據顯示，目前量產的TOPCon和HJT電池效率可分別達到25.6%以上和26.49%，接近TOPCon電池和HJT電池的理論效率極限（分別為28.7%和27.5%）。而鈣鈦礦單層電池極限轉換效率可達33%，同時，鈣鈦礦可以與其他光伏技術結合合成得到極限轉換效率更高的疊層電池，比如晶硅/鈣鈦礦疊層電池和鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層電池極限分別可達43%和45%。目前鈣鈦礦電池的最高效率為清華大學電機易陳誼團隊實現的26.41%。

鈣鈦礦電池工藝方面的優勢主要在：1）產業鏈流程較晶硅組件縮短：鈣鈦礦制備流程簡單使工藝流程縮短，100兆瓦單一工廠從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進入到組建成型僅需45分鐘，相較下晶硅電池工藝流程更為復雜，需要針對不同環節分別建廠，四個工廠內分別加工硅料、硅片、電池、組件過程至少耗時3天，因此鈣鈦礦電池產業鏈制備時間優勢明顯。2）純度要求和能耗低：晶硅需要99.9999%（6N）級別以上純度，每一塊組件需要1公斤左右的用料。硅料生產需要1000多度高溫，拉晶切片需要1400多度高溫，做電池的擴散也需要800-900度的溫度，生產過程中能耗較高，相較而言，鈣鈦礦對雜質低敏感，95%純度即可滿足生產使用需求，鈣鈦礦太陽能電池整個生產過程溫度不超過150度，使生產過程能耗極大降低。單晶光伏組件制造能耗約為1.52kWh/W，而鈣鈦礦組件的能耗成本為0.12kWh/W。

原料成本低，有望未來實現理論成本1元/W：鈣鈦礦電池原材料為基礎化工材料，原料常見、不含貴金屬且儲量豐富價格低廉。陳煒教授團隊就國內外鈣鈦礦電池的關鍵材料成本進行了對應的統計分析，生產成本理想狀態下的鈣鈦礦層成本可以實現10元/㎡，TCO玻璃和背電極1㎡的理想成本可以分別達到40元和10元，加上界面層和封裝的成本，累計規模為100MW的鈣鈦礦組件理想成本可以降至180元/㎡。以協鑫光電已經實現的量產效率為例（約18%），該效率下每1㎡的電池的功率約為180W,有望實現與晶硅組件成本相當的1元/W，降本空間仍存。

鈣鈦礦電池產業化難題

在現階段技術路線、制備工藝并不確定的背景下，鈣鈦礦電池產業化之路仍面臨著重重阻礙，比如大面積效率低、穩定性差、結晶工藝的不確定性等。

5.1大面積組件光電轉換效率低

目前鈣鈦礦電池實驗室效率進展迅速，但大多為1cm以下的小面積薄膜，隨著組件面積放大，電池效率不增反降。

5.2組件穩定性差

鈣鈦礦電池吸光層的穩定性受環境因素影響，易水解、高溫易分解、溫度變化下相變、光照和氧氣作用下發生光致分解等；內部因素也在一定程度上造成了鈣鈦礦的不穩定性，電極材料常用貴金屬，但金屬原子易擴散造成吸光層分解，且鈣鈦礦材料離子特性明顯，易發生離子遷移，吸光層的碘離子也會腐蝕金屬電極。

5.3結晶工藝存不確定性

生產鈣鈦礦所使用的PVD、激光設備等在面板行業和傳統薄膜電池行業都有參照，但鈣鈦礦的結晶工藝是一個全新工藝過程，沒有類似參照物，不確定因素也隨之增加。