近日，合肥京東方光能科技有限公司鈣鈦礦光伏電池中試線成功產(chǎn)出首批樣品，標志著京東方在鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化道路上邁出了重要一步，也是國內(nèi)大尺寸鈣鈦礦光伏組件產(chǎn)業(yè)的重要里程碑，實現(xiàn)了GW級鈣鈦礦電池激光解決方案產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的重大突破。
這一消息無疑是振奮人心的。
鈣鈦礦具有眾多優(yōu)異的光電特性，如可調(diào)節(jié)的帶隙、高吸光系數(shù)、低激子束縛能、高載流子遷移率、高缺陷容忍度等；而且鈣鈦礦制備工藝簡單，可實現(xiàn)半透明、超輕、超薄、柔性等。關(guān)鍵是，鈣鈦礦原材料來源廣泛且含量豐富。
鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池。作為具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ牡谌夥夹g(shù)，鈣鈦礦光伏電池具有高能量轉(zhuǎn)化效率、低成本、輕便靈活等優(yōu)勢，其理論極限轉(zhuǎn)換效率高于晶硅電池和薄膜電池，制備成本較低，鈣鈦礦的轉(zhuǎn)換效率和成本優(yōu)勢明顯，是目前最具產(chǎn)業(yè)化前景的新型薄膜太陽能電池。
在技術(shù)層面，鈣鈦礦電池的輕質(zhì)和柔性特點以及其理論可達相較晶硅太陽能電池更高的光電轉(zhuǎn)換效率等特性，使得鈣鈦礦電池技術(shù)成為光伏行業(yè)對其寄予厚望的技術(shù)發(fā)展方向。但是，鈣鈦礦的耐用性仍然是商用的一大障礙——硅太陽能電池板在使用25年后，仍能保持25%的功率輸出，但鈣鈦礦電池下降得很快。一旦鈣鈦礦的使用壽命超過10年，加上其制造成本低廉，就能在很多大型公用事業(yè)場所替代硅基太陽能電池。
在政策層面，光伏行業(yè)是我國大力支持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，受到國家產(chǎn)業(yè)政策的重點支持。近年來，在碳達峰、碳中和的頂層設(shè)計指引下，各項光伏行業(yè)支持性政策頻出，推進光伏行業(yè)的成長與發(fā)展。從2020年以來，鈣鈦礦相關(guān)政策不斷增多，國家層面出臺相關(guān)政策推動鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。多個地區(qū)也對該產(chǎn)業(yè)給予了關(guān)注，江蘇省、廣東省等省份對薄膜太陽能電池行業(yè)關(guān)注度較高，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了政策支持。一些地區(qū)也正在形成鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)的聚集效應(yīng)，如青島正與國電投中央研究院合作，加快打造鈣鈦礦疊層電池制備與小試產(chǎn)線，并且成立了鈣鈦礦光伏技術(shù)創(chuàng)新中心。
目前，鈣鈦礦薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)正加速推進，一大批優(yōu)秀企業(yè)先后啟動GW級產(chǎn)線建設(shè)，據(jù)東方財富證券研究所預(yù)測，2024年鈣鈦礦新增產(chǎn)能4.22GW，2030年將達197GW，未來發(fā)展空間廣闊。
鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)隨著技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)推進、產(chǎn)業(yè)鏈的進一步完善和市場需求的持續(xù)增長，有望帶動配套的激光設(shè)備行業(yè)的發(fā)展。
比如上述京東方在鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域取得的重大突破，這其中就離不開青虹激光的助力——青虹激光為京東方提供鈣鈦礦產(chǎn)線中的核心制程P0/P1/P2/P3激光劃線解決方案。
除青虹激光之外，德龍激光、聯(lián)贏激光、大族激光、帝爾激光、杰普特、元祿光電等企業(yè)均在鈣鈦礦光伏電池激光設(shè)備及工藝方案上有所投入，并取得了一些成果。比如：
德龍激光推出的鈣鈦礦薄膜太陽能激光綜合加工設(shè)備應(yīng)用于鈣鈦礦薄膜太陽能電池內(nèi)部串聯(lián)電路蝕刻及封裝清邊加工；
聯(lián)贏激光正在開展鈣鈦礦激光刻蝕工藝及多光路激光刻蝕工藝研發(fā)；
大族激光在鈣鈦礦技術(shù)領(lǐng)域，持續(xù)優(yōu)化鈣鈦礦激光刻劃相關(guān)設(shè)備工藝及性能，與協(xié)鑫光電等行業(yè)頭部客戶保持良好合作關(guān)系；
帝爾激光則已成功將激光加工技術(shù)應(yīng)用到PERC、TOPCon、IBC、HJT、鈣鈦礦等新型高效太陽能電池及組件上；
杰普特自主研發(fā)的鈣鈦礦模切設(shè)備可覆蓋鈣鈦礦電池生產(chǎn)中P1至P4的激光模切以及激光清邊工藝，已經(jīng)獲得客戶中試機、百兆瓦量產(chǎn)線P1-P4 工藝段設(shè)備訂單，同時積極跟進行業(yè)GW級量產(chǎn)線設(shè)備招標情況；
元祿光電則聯(lián)合華中科技大學(xué)研發(fā)了“20振鏡頭大幅面鈣鈦礦高速激光刻蝕成套設(shè)備”，實現(xiàn)高效大面積鈣鈦礦電池制造……
激光技術(shù)在鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景較為廣闊。鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要大規(guī)模、高效率的生產(chǎn)技術(shù)。激光技術(shù)具有高精度、高速度、高重復(fù)性等優(yōu)點，能夠適應(yīng)鈣鈦礦電池大規(guī)模生產(chǎn)的要求。
目前，激光加工技術(shù)在鈣鈦礦光伏電池產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用主要有激光劃線、膜層清除、激光清邊等工藝。
通過精確的激光劃線工藝，可以實現(xiàn)鈣鈦礦電池內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的精準構(gòu)建，將多個子電池單元有效地串聯(lián)或并聯(lián)起來，提高電池的輸出電壓和電流，從而提升整體的光電轉(zhuǎn)換效率。隨著技術(shù)的不斷進步，激光劃線的精度和穩(wěn)定性將進一步提高，能夠更好地滿足鈣鈦礦電池對高效結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求。
激光技術(shù)還可以對鈣鈦礦薄膜進行表面改性處理，減少薄膜表面的缺陷和雜質(zhì)，降低光生載流子的復(fù)合率，進而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。例如，利用激光退火等技術(shù)可以改善鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶性和微觀結(jié)構(gòu)，使其具有更好的光電性能。
不過，要實現(xiàn)激光技術(shù)在鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，還需要克服一些技術(shù)挑戰(zhàn)，如提高激光加工的精度和穩(wěn)定性、降低設(shè)備成本、解決激光對鈣鈦礦薄膜的損傷等問題。但總體而言，激光技術(shù)在鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊，將為鈣鈦礦電池的發(fā)展提供重要的技術(shù)支持。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
