江南四月，草長(zhǎng)鶯飛。

春節(jié)剛過(guò)，極電光能（簡(jiǎn)稱(chēng)“極電”）就投入到緊張的“建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試”的工作中，辦公樓還沒(méi)有完全建好，設(shè)備產(chǎn)能爬坡，實(shí)驗(yàn)室配方調(diào)配，廠(chǎng)區(qū)內(nèi)自有項(xiàng)目應(yīng)用還在不斷增加……極電的這個(gè)春天注定忙碌。

極電中試的0.72㎡鈣鈦礦組件被用作園區(qū)圍墻，新建大樓的外立面也在適當(dāng)?shù)牡胤郊右岳?，彩色和帶圖案的BIPV組件被用于辦公樓的玄關(guān)背景墻，但今天的主角不是它們。

近期，極電光能GW級(jí)大尺寸鈣鈦礦光伏組件生產(chǎn)線(xiàn)于此落成，是全球第一條面向大尺寸批量化生產(chǎn)的鈣鈦礦組件生產(chǎn)線(xiàn)。產(chǎn)線(xiàn)長(zhǎng)達(dá)300多米，前后道十幾個(gè)工序。

近年來(lái)，晶硅電池技術(shù)潛力基本開(kāi)發(fā)完畢，鈣鈦礦電池得到熱捧，一時(shí)間大量研究與資金資源投入其中，又因其在剛起步階段，很容易在某一個(gè)方面出研究成果，所以也被戲稱(chēng)為“最容易發(fā)SCI的技術(shù)”。這其中有理論派，自然也有更注重實(shí)際生產(chǎn)與應(yīng)用的實(shí)踐派。

十年前，長(zhǎng)城集團(tuán)董事長(zhǎng)魏建軍被人問(wèn)了一個(gè)問(wèn)題：“新能源車(chē)，電車(chē)是潔凈，但只是使用過(guò)程的清潔，源頭清潔怎么實(shí)現(xiàn)？”于是他決定做光伏，組建極電光能，從源頭上生產(chǎn)清潔電力產(chǎn)品。

極電的團(tuán)隊(duì)非常均衡，有人專(zhuān)注學(xué)術(shù)研究，也有人在打造產(chǎn)品方面經(jīng)驗(yàn)豐富，同時(shí)工程化團(tuán)隊(duì)能力非常強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)豐富，履歷完整。

帶頭人于振瑞博士有著二十多年光伏學(xué)術(shù)研究經(jīng)歷，2009年到現(xiàn)在一直從事產(chǎn)業(yè)化的工作，中間還包括電站設(shè)計(jì)經(jīng)歷。

當(dāng)我做了產(chǎn)業(yè)化研究后才發(fā)現(xiàn)，與學(xué)術(shù)研究相比，二者的基本思考問(wèn)題的邏輯有很大不同?！庇谡袢鹬赋鰧W(xué)術(shù)研究是為了解決科學(xué)問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)化研究則是將產(chǎn)品賣(mài)出去?！拔页３：痛蠹抑v，技術(shù)不等于產(chǎn)品，產(chǎn)品也不等于商品?！彼D了頓，“我們要為市場(chǎng)提供非常好的商品，支撐商品的是產(chǎn)品，是解決方案，而只有得到市場(chǎng)認(rèn)可的產(chǎn)品才叫商品；支撐產(chǎn)品的是技術(shù)，我們重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的是對(duì)產(chǎn)品有用的技術(shù)，這是我們的戰(zhàn)略思考。

極電光能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁于振瑞

所以極電團(tuán)隊(duì)一開(kāi)始的目標(biāo)就是明確的：做有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的大尺寸鈣鈦礦組件。

一開(kāi)始，極電團(tuán)隊(duì)也不知道這條前所未有的生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)該是什么樣子。

2018年極電成立之時(shí)，預(yù)計(jì)五年初見(jiàn)成效?！艾F(xiàn)在看當(dāng)時(shí)的預(yù)期稍微有點(diǎn)樂(lè)觀?！庇谡袢鹦π?，“規(guī)?；痛蟪叽缁倪^(guò)程中，遇到了很多當(dāng)初意想不到的困難。”

預(yù)計(jì)五年，實(shí)際花了七年。

這確實(shí)是近二十年的光伏歷史上從未遇過(guò)的挑戰(zhàn)：晶硅電池技術(shù)的奠基遠(yuǎn)早于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)，工藝路線(xiàn)與所需裝備基本齊備，而鈣鈦礦無(wú)論是材料配方、工藝思路還是裝備都沒(méi)有先例。

七年間，極電團(tuán)隊(duì)一直以理論研究為基礎(chǔ)，瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)展工作。

理論和實(shí)踐，兩手都要抓。

在電視劇《功勛》中，錢(qián)學(xué)森主持“兩彈一星”工作時(shí)，面對(duì)這些世界級(jí)的難題，提出了一種叫“反向研究”的方法，通過(guò)已知的結(jié)果來(lái)反向設(shè)計(jì)導(dǎo)彈的圖紙。

鈣鈦礦組件每一層膜都要大面積沉積，每一膜層都很薄，其中發(fā)電層厚度僅0.5微米，其它膜層更是只有十幾個(gè)納米厚度，在大尺寸下的精密控制是工藝核心。

極電團(tuán)隊(duì)也選擇反向推導(dǎo)，鈣鈦礦大尺寸制膜是前提，也是鈣鈦礦生產(chǎn)過(guò)程中最核心的技術(shù)之一，隨后加上精密激光加工和高精密封裝 。他們選擇從薄膜電池和面板這兩個(gè)領(lǐng)域?qū)ふ医鉀Q方案，如顯示屏生產(chǎn)中的部分技術(shù)特別適合鈣鈦礦組件制備。

“我們從這兩個(gè)行業(yè)尋找最先進(jìn)的供應(yīng)商進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)?！痹讵M縫涂布設(shè)備和真空蒸鍍?cè)O(shè)備方面，極電分別找了面板行業(yè)最大的涂布設(shè)備和真空蒸鍍?cè)O(shè)備供應(yīng)商。對(duì)于如何把這些大面積鍍膜設(shè)備用于鈣鈦礦組件的生產(chǎn)，極電分別和兩家供應(yīng)商共同研究，提出設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，匹配鈣鈦礦的制造工藝，提升控制精度；先進(jìn)制造環(huán)節(jié)越來(lái)越離不開(kāi)激光，極電的最新生產(chǎn)線(xiàn)中有至少四道激光工序，他們也選擇了與激光行業(yè)的龍頭企業(yè)聯(lián)合研發(fā)。這一模式大幅提高了極電光能150MW鈣鈦礦組件中試線(xiàn)的建設(shè)進(jìn)度，“在中試線(xiàn)建設(shè)的設(shè)備選擇上，我們幾乎沒(méi)走彎路，一次成功！”于振瑞欣慰的告訴記者。

大部分的工作開(kāi)展于2021年，設(shè)備廠(chǎng)商開(kāi)始也會(huì)抱著懷疑的心態(tài)試水。作為長(zhǎng)城系的公司，魏建軍要求各個(gè)機(jī)構(gòu)決策必須堅(jiān)決執(zhí)行“藍(lán)軍機(jī)制”，極電的每一個(gè)重大決策也都是經(jīng)歷了團(tuán)隊(duì)的多角度論證。2021年上半年，極電就想開(kāi)始中試線(xiàn)的建設(shè)，但“藍(lán)軍”認(rèn)為步子邁得太快，希望30cm*30cm做好之后，再推進(jìn)下一步。

2022年初，中試線(xiàn)建設(shè)啟動(dòng)；到2022年底，中試線(xiàn)成功建成。2024年底，在0.72㎡尺寸上實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)效率18.1%的全球行業(yè)公認(rèn)最高紀(jì)錄，標(biāo)志著在鈣鈦礦量產(chǎn)的“無(wú)人區(qū)”的拓荒工作初步完成。

極電的商業(yè)化之路開(kāi)啟的非常早，是典型的“干中學(xué)”?！斑@兩年我們做了不少項(xiàng)目，而且各種類(lèi)型都有，有些比較好，有些不夠好，但都給我們產(chǎn)品改善提供了非常寶貴的借鑒?！庇谡袢鹫J(rèn)為，極電產(chǎn)品現(xiàn)在的高效穩(wěn)定，離不開(kāi)市場(chǎng)的反復(fù)錘煉。

去年7月，國(guó)家光伏質(zhì)檢中心CPVT利用極電0.72m2的鈣鈦礦組件在銀川實(shí)證基地建了一個(gè)鈣鈦礦與晶硅組件的對(duì)比實(shí)驗(yàn)電站。根據(jù)CPVT公開(kāi)的數(shù)據(jù)，鈣鈦礦組件比晶硅PERC組件的單瓦發(fā)電量高了11.85-16.1%。最近，一位客戶(hù)給于振瑞發(fā)來(lái)反饋，其在廣東今年并網(wǎng)了2個(gè)多月的30kW鈣鈦礦組件發(fā)電量比同一個(gè)場(chǎng)址的30kW晶硅組件發(fā)電量高了20%。于振瑞也非常吃驚，“沒(méi)想到發(fā)電性能這么好，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中測(cè)算的結(jié)果是，和PERC相比，鈣鈦礦的發(fā)電能力提高8-10%之間?！?/span>

在自己的電站中，極電的鈣鈦礦組件已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了一年半，也拿到了行業(yè)第一張TüV認(rèn)證證書(shū)。同時(shí)在國(guó)家電投大慶實(shí)證基地有1MW的鈣鈦礦組件正在進(jìn)行實(shí)證測(cè)試。“這挺需要勇氣的。2024年在各類(lèi)電站上的實(shí)證數(shù)據(jù)給了我們底氣，讓我們敢于在國(guó)家電投的實(shí)證基地進(jìn)行實(shí)證測(cè)試?！庇谡袢鸩唤锌?。上個(gè)月，于振瑞專(zhuān)程去了一趟該基地，對(duì)用自己的產(chǎn)品建設(shè)的已經(jīng)并網(wǎng)2個(gè)月的1MW實(shí)證電站進(jìn)行了考察?！爱?dāng)看到我們的組件在藍(lán)天白云之下超發(fā)運(yùn)行時(shí)，我還是禁不住有一點(diǎn)激動(dòng)的?！庇谡袢鹣蛭艺f(shuō)這話(huà)的時(shí)候，喜悅之情溢于言表。

圈內(nèi)人最關(guān)心的是尺寸，但外界最關(guān)心的則是穩(wěn)定性問(wèn)題。

通過(guò)這些數(shù)據(jù)，極電向全行業(yè)證明了業(yè)界最關(guān)心的問(wèn)題：鈣鈦礦不但穩(wěn)定，而且發(fā)電量也非常好。

此前，鈣鈦礦最被外界質(zhì)疑的就是有機(jī)物的穩(wěn)定性問(wèn)題，以及衰減原理解釋不清，有的鈣鈦礦組件衰減非?？欤袌?bào)道顯示，有些鈣鈦礦在經(jīng)過(guò)12600小時(shí)光照后，效率不降反升。

通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)與測(cè)試，極電也在慢慢揭開(kāi)鈣鈦礦發(fā)電與衰減的秘密。

鈣鈦礦作為有機(jī)物，單純看其穩(wěn)定性確實(shí)沒(méi)有辦法媲美作為無(wú)機(jī)物的晶硅。但鈣鈦礦晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，不穩(wěn)定的是晶粒邊緣，通過(guò)做大晶粒，減少晶界間的接觸面積，鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性就會(huì)更好。于振瑞介紹，“鈣鈦礦是多晶薄膜，把鈣鈦礦晶粒的尺寸做大，穩(wěn)定性就會(huì)大大增強(qiáng)。光作用于鈣鈦礦晶格，會(huì)在一定范圍內(nèi)引起晶格的微調(diào)，釋放其內(nèi)部應(yīng)力，修復(fù)一些內(nèi)在缺陷，使鈣鈦礦結(jié)構(gòu)更加完美，更有利于電荷傳輸。這就是上述說(shuō)的組件效率光致增長(zhǎng)的原因?！?/span>

進(jìn)一步提升鈣鈦礦材料本征穩(wěn)定性的辦法還有很多，比如通過(guò)添加劑工程，鈍化其內(nèi)部晶界缺陷，并增強(qiáng)其化學(xué)鍵，使材料更加“結(jié)實(shí)”，原子分子之間的鍵合更穩(wěn)定等等?！按送?，硅是共價(jià)鍵，鈣鈦礦是離子晶體，化學(xué)鍵沒(méi)有晶硅那么強(qiáng)，我們通過(guò)添加劑，讓它的化學(xué)鍵的鍵能提升?！庇谡袢鸨硎?。

于振瑞透露極電團(tuán)隊(duì)還致力于通過(guò)材料組合提升組件的穩(wěn)定性，“同時(shí)，上下膜層的匹配也很關(guān)鍵，鈣鈦礦發(fā)電層是做在一層氧化鎳上面的，二者之間也會(huì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致鈣鈦礦分解，所以中間要做好鈍化，不只是這兩層，所有膜層之間的配合，工藝優(yōu)化都要做好?！?/span>

于振瑞給索比光伏網(wǎng)分析：“有很多方法都能夠提升穩(wěn)定性，鈣鈦礦組件的穩(wěn)定性是一個(gè)系統(tǒng)工程，鈣鈦礦材料本身的穩(wěn)定性只是因素之一，還要通過(guò)其它手段提升其綜合穩(wěn)定性。”

實(shí)證也表明，鈣鈦礦是可以做到穩(wěn)定的。

2022年，普林斯頓大學(xué)的一篇論文顯示，鈣鈦礦電池可以在標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)下，工作51000小時(shí)；去年南京航空航天大學(xué)中型尺寸鈣鈦礦組件在30°室溫，標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)條件下，工作43000小時(shí)，還保持著原來(lái)組件80%的發(fā)電效率。

極電希望通過(guò)實(shí)證案例和大尺寸組件的下線(xiàn)，讓外界對(duì)鈣鈦礦的印象從“有潛力的技術(shù)”變成真正的“好技術(shù)”。

這個(gè)過(guò)程中，極電奠定了大部分量產(chǎn)的工藝技術(shù)，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和效率協(xié)同提升，下一步要做的，就是生產(chǎn)“真正的好產(chǎn)品”。

2.8㎡鈣鈦礦組件。

2023年4月，完成規(guī)劃設(shè)計(jì)的全行業(yè)首條GW級(jí)大尺寸鈣鈦礦生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)建，下半年完成設(shè)備選型，2024年年中設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，2024年10月底，首片組件下線(xiàn)。

目前，極電大尺寸鈣鈦礦組件出貨了十幾MW，雖然相對(duì)晶硅體量不大，但對(duì)于鈣鈦礦技術(shù)來(lái)說(shuō)，卻是這個(gè)賽道極為重要的一步，鈣鈦礦不再是試驗(yàn)品，通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，可以批量生產(chǎn)、銷(xiāo)售、運(yùn)輸?shù)娇蛻?hù)項(xiàng)目上，第一次真正變成了工業(yè)品。

大尺寸鈣鈦礦組件的性能也在不斷地工藝改進(jìn)和設(shè)備調(diào)試下持續(xù)提升。去年年底，極電鈣鈦礦組件測(cè)試功率450W，目前已經(jīng)接近470W，全面積效率16.7%。

目前昆山協(xié)鑫光電、纖納、京東方等企業(yè)也都在建設(shè)大尺寸GW級(jí)鈣鈦礦產(chǎn)線(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中，材料和工藝從百家爭(zhēng)鳴，到慢慢靠近趨同，鈣鈦礦企業(yè)在齊心協(xié)力找一條最優(yōu)的道路。

去年夏天，一位行業(yè)領(lǐng)袖專(zhuān)程帶隊(duì)來(lái)極電，技術(shù)出身的他與極電團(tuán)隊(duì)交流非常透徹。臨別之際他說(shuō)，“通過(guò)這次參觀，我對(duì)鈣鈦礦技術(shù)有了新的認(rèn)識(shí)。”

這家公司是晶硅企業(yè)中最早從事疊層研究的晶硅企業(yè)之一。單結(jié)鈣鈦礦技術(shù)腳踏實(shí)地的發(fā)展，給了疊層電池研究人員很大的支持。于振瑞認(rèn)為“單結(jié)做不好的話(huà)，疊層只能是空中樓閣。單結(jié)與疊層技術(shù)并非替代關(guān)系，各有各的優(yōu)勢(shì)，各有各的應(yīng)用場(chǎng)景?！?/span>

目前晶硅光伏組件價(jià)格低迷，作為新技術(shù)的鈣鈦礦自然也承受壓力?！霸谕瓿纱蟪叽绾头€(wěn)效協(xié)同的基礎(chǔ)工作后，我們正在加快降本增效工作，提良率，降成本?！庇谡袢鸨硎?，“市場(chǎng)也逼著我們加速奔跑。”