日前，科技部發(fā)布了《國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可再生能源與氫能技術(shù)”等重點(diǎn)專項(xiàng)2019年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知》，按照國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃組織管理的相關(guān)要求，將“可再生能源與氫能技術(shù)”等重點(diǎn)專項(xiàng)2019年度項(xiàng)目申報(bào)指南予以公布。

據(jù)悉，科技部此次將調(diào)撥4．38億元經(jīng)費(fèi)，以支持相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。而太陽能作為“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)技術(shù)方向之一，是此次專項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的重中之重。

新型太陽電池為重點(diǎn)

根據(jù)通知，“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芘c海洋能、氫能、可再生能源耦合與系統(tǒng)集成技術(shù)6個(gè)創(chuàng)新鏈（技術(shù)方向）。在這6個(gè)技術(shù)方向中，科技部將在2019年啟動(dòng)24～45個(gè)項(xiàng)目，擬安排國撥經(jīng)費(fèi)總概算約4．38億元。

作為發(fā)展最為成熟、潛力最大的可再生能源技術(shù)之一，新型太陽電池成為了本次重點(diǎn)專項(xiàng)扶持的主要技術(shù)方向。

科技部在《“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)2019年度項(xiàng)目申報(bào)指南》中提到，新型太陽電池關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)瞄準(zhǔn)國際最前沿，支持全新概念的創(chuàng)新研究，通過新概念技術(shù)研究帶動(dòng)創(chuàng)新，引導(dǎo)太陽電池技術(shù)向國際并跑、領(lǐng)跑跨越方向發(fā)展，擬支持項(xiàng)目數(shù)為 3 項(xiàng)；除此之外，擬支持項(xiàng)目數(shù)均為 1~2 項(xiàng)。

由此可見，在六個(gè)技術(shù)方向中，新型太陽電池是重點(diǎn)扶持技術(shù)，這對太陽能發(fā)電的發(fā)展意義重大。在相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步細(xì)分中，政策具體提到了新型電池的三個(gè)研究方向。

1. 高效穩(wěn)定大面積鈣鈦礦太陽電池關(guān)鍵技術(shù)及成套技術(shù)研發(fā)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容：為探索大面積太陽電池制備技術(shù)，開展穩(wěn)定大面積鈣鈦礦電池關(guān)鍵技術(shù)及成套技術(shù)研發(fā)。具體包括：大面積薄膜制備技術(shù)；大面積薄膜缺陷調(diào)控技術(shù)；大面積功能層界面結(jié)構(gòu)和光電特性調(diào)控方法；大面積高效率高穩(wěn)定性器件制備技術(shù)；組件精密切割與連接技術(shù)。

考核指標(biāo)：解決大面積鈣鈦礦電池穩(wěn)定性問題，獲得穩(wěn)定大面積鈣鈦礦電池關(guān)鍵技術(shù)及成套技術(shù)；大面積鈣鈦礦太陽電池效率≥19%（面積>20cm×20cm），室溫 25℃，AM1.5 光照 1000 小時(shí)后，效率衰減≤10%。

2.新結(jié)構(gòu)太陽電池研究及測試平臺(tái)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容：為了進(jìn)一步推進(jìn)非 PN 結(jié)激子型新型太陽電池的技術(shù)研發(fā)、完善電池的評估體系，建立成套具有普適性、規(guī)?；⒓苫?、智能化等特點(diǎn)，并兼顧這類新型太陽電池的多元化需要的公共研究平臺(tái)。具體包括：關(guān)鍵材料模擬計(jì)算與器件仿真技術(shù)；新型太陽電池中普適性和差異性關(guān)鍵技術(shù)研究；新型太陽電池的關(guān)鍵制備設(shè)備及測試裝備；系統(tǒng)開展新型太陽電池的光吸收特性、載流子傳輸特性以及表界面特性等光電性能測試技術(shù)研究；針對電池種類不同，實(shí)現(xiàn)器件結(jié)構(gòu)、功能層以及器件工藝的統(tǒng)一，設(shè)計(jì)和制備相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化電池。填補(bǔ)我國新型電池公共制備和測試平臺(tái)的空白，成為國際權(quán)威的新型太陽電池測試認(rèn)證平臺(tái)。

考核指標(biāo)：兼顧非 PN 結(jié)激子型新型太陽電池的產(chǎn)業(yè)化需要，立足于其多元化特征，建設(shè)這類新型太陽電池的公共研究平臺(tái)；滿足 3 種以上的新結(jié)構(gòu)太陽電池的通用化制備、測試。

3.新型太陽電池關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容：面向太陽電池多元化、高效率、低成本的需求，開展太陽電池的新原理、新概念、新材料以及新結(jié)構(gòu)的研究工作。具體包括：太陽電池激子產(chǎn)生、分離、傳輸和復(fù)合的普適性原理；表界面鈍化和修飾技術(shù)；新型寬光譜、高吸收效率的吸光材料設(shè)計(jì)及制備技術(shù)；高性能太陽電池的新結(jié)構(gòu)、新工藝以及大面積制備技術(shù)。

考核指標(biāo)：獲得太陽電池普遍適用的新原理、新模型；獲得高性能寬光譜吸光材料，可見光光吸收效率超過 90%以上，具備良好的激子分離和載流子表界面?zhèn)鬏斝阅?，突破傳統(tǒng)太陽電池結(jié)構(gòu)，獲得新結(jié)構(gòu)太陽電池；光電轉(zhuǎn)換效率超過 10%（面積≥0.1cm 2 ），1000 小時(shí)光照后（光照條件：室溫 25℃，AM1.5，光強(qiáng) 1000W/m 2 ），效率衰減≤10%。

直擊產(chǎn)業(yè)技術(shù)痛點(diǎn)

了解光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的業(yè)內(nèi)人士應(yīng)該清楚，科技部給出的三個(gè)重點(diǎn)研究方向都是行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)。如果這三個(gè)方面的技術(shù)痛點(diǎn)解決了，對光伏發(fā)電的成本下降、效率提升、技術(shù)更新?lián)Q代都會(huì)有積極影響。

首先從第一方面來看，作為第三代太陽能電池技術(shù)，鈣鈦礦太陽電池技術(shù)一直被視為未來可以取代晶硅電池的技術(shù)。而經(jīng)過多年來的發(fā)展，鈣鈦礦太陽電池技術(shù)得到了極大的提升，光電轉(zhuǎn)換效率不斷突破，峰值已經(jīng)接近于晶硅電池。加上鈣鈦礦太陽電池低成本的優(yōu)勢，其未來潛力不可限量。但盡管如此，鈣鈦礦太陽電池依然受到多個(gè)方面因素的限制，使得這類電池一直無法大范圍商業(yè)化。

目前鈣鈦礦太陽電池面臨的最主要的制約因素是“大面積”、“穩(wěn)定性”。而此次針對鈣鈦礦太陽電池的專項(xiàng)扶持里提到，要解決大面積鈣鈦礦電池穩(wěn)定性問題，獲得穩(wěn)定大面積鈣鈦礦電池關(guān)鍵技術(shù)及成套技術(shù)，核心就是要解決“大面積”、“穩(wěn)定性”問題。而如果解決了這兩項(xiàng)問題，鈣鈦礦太陽電池便可加速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為光伏發(fā)電帶來新的成本下降路徑。

其次，從建立新結(jié)構(gòu)太陽電池研究及測試平臺(tái)來看，其對光伏電池技術(shù)有多重作用。一方面，隨著太陽能電池技術(shù)的多元化發(fā)展，技術(shù)方向越來越多樣，但是相關(guān)的設(shè)計(jì)、測試等標(biāo)準(zhǔn)卻往往跟不上節(jié)奏，對新技術(shù)的發(fā)展極為不利。而有了這樣一個(gè)針對新結(jié)構(gòu)太陽電池的平臺(tái)，將對相關(guān)技術(shù)形成支撐作用，讓這些技術(shù)更快受到關(guān)注，其價(jià)值和潛力也會(huì)得到最為公正的評估。另一方面，該平臺(tái)對非 PN 結(jié)激子型新型太陽電池有較為重大的意義。眾所周知，目前的晶硅電池主要是通過內(nèi)部的PN 結(jié)來實(shí)現(xiàn)太陽光到電能的轉(zhuǎn)化。查詢資料顯示，激子型新型太陽電池是一種在提升電池內(nèi)部“電子-空穴對”轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)，可以使得半導(dǎo)體吸收一個(gè)光子而產(chǎn)生多個(gè)激子，通過這種“多激子生成”相應(yīng)提升太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。據(jù)了解，激子型新型太陽電池還可以擁有更廣的光吸收范圍，能更有效地將長波光轉(zhuǎn)換成可用電力。目前，相關(guān)的研究多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)室階段，但是相關(guān)研究非常具有潛力，一旦成熟，將為光伏發(fā)電帶來一場效率革命。

最后，從新型太陽電池關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面來看，其最主要的關(guān)鍵就是開展太陽電池的新原理、新概念、新材料以及新結(jié)構(gòu)的研究工作，與前兩項(xiàng)重點(diǎn)工作形成呼應(yīng)。也與當(dāng)下的光伏發(fā)電市場非常契合。目前，光伏電池越來越多樣，光伏組件的種類也開始百花齊放，其中最深層次的原因還是在于工藝的進(jìn)步以及光伏發(fā)電基礎(chǔ)研究的進(jìn)步。細(xì)看主要被支持的技術(shù)方向可以發(fā)現(xiàn)，幾乎包括了所有的太陽能電池改進(jìn)方向。

太陽電池發(fā)電原理：太陽電池激子產(chǎn)生、分離、傳輸和復(fù)合的普適性原理；

電池工藝：表界面鈍化和修飾技術(shù)；

新型材料：新型寬光譜、高吸收效率的吸光材料設(shè)計(jì)及制備技術(shù)；

創(chuàng)新結(jié)構(gòu)：高性能太陽電池的新結(jié)構(gòu)、新工藝以及大面積制備技術(shù)。

觀察可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大熱的雙面、HJT、N型、黑硅、PERC等業(yè)內(nèi)火熱的技術(shù)改進(jìn)及方向，無一都包括在里面。簡而言之，只要是能夠提升太陽電池效率，降低電池成本的技術(shù)和工藝，就可以受到支持。

總體來看，三個(gè)方面的支持都非常有針對性，瞄準(zhǔn)了光伏行業(yè)最為前沿的技術(shù)發(fā)展。其中尤其對鈣鈦礦太陽電池的發(fā)展意義重大。

鈣鈦礦電池迎來機(jī)遇

近年來，鈣鈦礦電池在我國的發(fā)展堪稱“飛速”，在國內(nèi)幾家企業(yè)的專注與努力之下，鈣鈦礦太陽電池與大規(guī)模商業(yè)化越來越近。

國內(nèi)企業(yè)杭州纖納光電科技有限公司在該領(lǐng)域深耕多年，并連續(xù)打破世界紀(jì)錄。2017年，杭州纖納光電三次打破世界紀(jì)錄，將鈣鈦礦光伏組件效率的世界紀(jì)錄從15.2%提升到17.4%。2018年7月，其鈣鈦礦小組件效率再創(chuàng)新高，達(dá)到17.9%，穩(wěn)態(tài)功率輸出效率達(dá)到17.3%。

作為鈣鈦礦太陽電池的主要推行者，杭州纖納光電在2019年迎來重大機(jī)遇。2019年4月，三峽資本以戰(zhàn)略投資者身份注資纖納光電。雙方將結(jié)合各自在行業(yè)內(nèi)的專長，積極探索鈣鈦礦光伏技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的可能性。

協(xié)鑫在SNEC2019展出的鈣鈦礦組件

作為極具潛力的太陽電池，不止杭州纖納光電一家企業(yè)看到了鈣鈦礦電池的潛力。2019年2月，協(xié)鑫集團(tuán)旗下的蘇州協(xié)鑫納米科技有限公司（簡稱協(xié)鑫納米）發(fā)布了其在鈣鈦礦光伏組件技術(shù)方面的突破性進(jìn)展。協(xié)鑫納米已經(jīng)率先建成10MW級別大面積鈣鈦礦組件中試生產(chǎn)線，完成了相關(guān)材料合成及制造工藝的開發(fā)，并已開始100MW量產(chǎn)生產(chǎn)線的建設(shè)工作，計(jì)劃于2020年實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦光伏組件的商業(yè)化生產(chǎn)。據(jù)悉，協(xié)鑫納米的10MW中試生產(chǎn)線所制造的鈣鈦礦光伏組件尺寸為45cm＊65cm，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到15．3%。這是全世界范圍內(nèi)最大面積的鈣鈦礦光伏組件，也是大面積鈣鈦礦組件效率的最高數(shù)值。

盡管鈣鈦礦已經(jīng)吸引了國內(nèi)多家企業(yè)的爭相布局，但是其大面積制備以及穩(wěn)定性一直是限制其發(fā)展的首要因素。而科技部此次針對這一痛點(diǎn)，立志解決大面積鈣鈦礦電池穩(wěn)定性問題，有望加速鈣鈦礦電池大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程，為光伏發(fā)電成本下降作出貢獻(xiàn)。