打造示范項(xiàng)目，建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鍛造通用技術(shù)及試驗(yàn)檢測平臺，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新——

青島：讓鈣鈦礦太陽能電池加速“變現(xiàn)”

前不久，青島北岸產(chǎn)業(yè)投資控股有限公司115kWp鈣鈦礦分布式光伏示范項(xiàng)目在城陽建成投運(yùn)。這是全省首個(gè)鈣鈦礦多技術(shù)應(yīng)用、多場景融合的示范項(xiàng)目，項(xiàng)目直流側(cè)裝機(jī)容量達(dá)115kWp，今年預(yù)計(jì)將輸送超過300萬kWh的綠色電力，減少二氧化碳排放2465噸。

被稱為光伏“終極者”的鈣鈦礦太陽能電池，是一種新型化合物薄膜太陽能電池，具有高效率、低成本等優(yōu)勢。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，晶硅電池的理論效率為29．4％，單結(jié)鈣鈦礦電池理論效率為33％，鈣鈦礦／硅疊層電池理論效率可達(dá)45％－50％。

經(jīng)過十幾年基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化探索，鈣鈦礦太陽能電池已經(jīng)到了產(chǎn)業(yè)化前的關(guān)鍵“窗口期”。率先實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、規(guī)?；瘧?yīng)用，是地區(qū)綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵抓手。

當(dāng)前，青島正加快建設(shè)“10＋1”創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)體系，要實(shí)現(xiàn)2027年綠色能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到500億元的目標(biāo)，鈣鈦礦電池就是重點(diǎn)發(fā)力的細(xì)分賽道之一。

通過打造示范項(xiàng)目、建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、鍛造通用技術(shù)及試驗(yàn)檢測平臺、推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新等方式，青島正在讓鈣鈦礦太陽能電池相關(guān)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室邁向場景化應(yīng)用，率先實(shí)現(xiàn)“變現(xiàn)”。

青島貢獻(xiàn)全省42％的鈣鈦礦相關(guān)專利

山東新能源裝機(jī)量居全國第一，但是產(chǎn)業(yè)鏈還不夠強(qiáng)大。大力發(fā)展鈣鈦礦太陽能電池，是全省實(shí)現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展換道超車的關(guān)鍵。搶抓機(jī)遇，去年初，山東發(fā)布全國首個(gè)鈣鈦礦電池專項(xiàng)支持政策，推動(dòng)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

而省科技廳等部門牽頭印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施方案》也提出，今年要實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提高，在大面積、高光電轉(zhuǎn)換效率、長壽命等方面取得長足進(jìn)步，具備規(guī)?；ò費(fèi)W級）制備高效率、平米級鈣鈦礦太陽能電池組件的能力。該方案還明確，到2027年，鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)布局持續(xù)優(yōu)化，形成具有較強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)的鈣鈦礦太陽能電池“材料－設(shè)備－電池－組件”全產(chǎn)業(yè)鏈條，具備大規(guī)模（GW級）制備高效率、平米級鈣鈦礦太陽能電池組件的能力，與電力、建筑等行業(yè)融合的市場機(jī)制、商業(yè)模式日趨成熟，成為推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要支撐。

青島要發(fā)揮龍頭引領(lǐng)作用。來自青島市科學(xué)技術(shù)信息研究院的調(diào)研報(bào)告顯示，青島在鈣鈦礦電池領(lǐng)域集中了全省大部分科研機(jī)構(gòu)和高層次人才，部分領(lǐng)域研發(fā)水平位列國內(nèi)第一梯隊(duì)，貢獻(xiàn)了全省42％的相關(guān)專利。

該報(bào)告顯示，從前沿創(chuàng)新來看，青島頗具研發(fā)實(shí)力。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱“青島能源所”）擁有國內(nèi)最早的鈣鈦礦電池研究課題組之一，掌握了鈣鈦礦電池中所涉及的穩(wěn)定劑、鈍化劑、傳輸層材料等自主知識產(chǎn)權(quán)的制備技術(shù)，已經(jīng)與我國領(lǐng)域內(nèi)頭部企業(yè)開展了系列橫向合作；青島科技大學(xué)在鈣鈦礦電池穩(wěn)定性、鉛泄漏防護(hù)、高效空穴傳輸材料等方面開展了系列研究；中國石油大學(xué)（華東）與華納集團(tuán)共建了鈣鈦礦光伏電池研發(fā)中心；山東大學(xué)（青島）開展有機(jī)鹵化物鈣鈦礦電池、含碳材料鈣鈦礦電池等研究，并在非鉛鈣鈦礦發(fā)光材料等領(lǐng)域有深入探索……

在產(chǎn)業(yè)布局方面，青島四方思銳等企業(yè)正圍繞鈣鈦礦電池專用設(shè)備等進(jìn)行研發(fā)。

無論是研發(fā)還是產(chǎn)業(yè)化，在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域走在前列、在全省發(fā)揮引領(lǐng)作用，青島都責(zé)無旁貸。

圍繞科研鏈、產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行“雙鏈”布局

有專家指出，目前，鈣鈦礦太陽能電池仍面臨鈣鈦礦材料穩(wěn)定性等基礎(chǔ)研究問題，面臨產(chǎn)業(yè)化大面積制備效率降低、專有化生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)備欠缺等工程化問題。

推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，就要貫通“基礎(chǔ)研究－共性技術(shù)－產(chǎn)業(yè)示范”的全鏈條，在科研鏈、產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行“雙鏈”布局，以建平臺等方式，推動(dòng)高校院所、科技企業(yè)以產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的方式開展產(chǎn)業(yè)攻關(guān)和鏈?zhǔn)桨l(fā)展。

去年，省科技廳布局實(shí)施“鈣鈦礦太陽能電池”科技示范工程，組織山東能源集團(tuán)、國家電投集團(tuán)、青島能源所等6家高校院所協(xié)力攻關(guān)，全力開展鈣鈦礦太陽能電池單結(jié)百兆瓦中試線、鈣鈦礦／晶硅疊層兆瓦級小試線、鈣鈦礦太陽能電池通用技術(shù)平臺建設(shè)工作。其中，鈣鈦礦／晶硅疊層兆瓦級小試線、鈣鈦礦太陽能電池通用技術(shù)平臺兩個(gè)項(xiàng)目均在青島布局。

目前，國家電投中央研究院牽頭建設(shè)的“疊層兆瓦級小試線”，廠務(wù)系統(tǒng)自控調(diào)試工作已基本完成，進(jìn)入試運(yùn)行驗(yàn)證階段；主體設(shè)備全部到齊，磁控濺射、熱蒸發(fā)、原子層沉積完成單膜均勻性的調(diào)試，正進(jìn)行狹縫涂布設(shè)備調(diào)整，即將貫通實(shí)現(xiàn)出片；開展2．5cm2級電池片的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化效率達(dá)29％以上，已基本具備從總部實(shí)驗(yàn)室向小試線復(fù)制轉(zhuǎn)移條件。

支持青島能源所建設(shè)鈣鈦礦電池通用技術(shù)開放平臺，青島加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)政策支持與示范帶動(dòng)，鼓勵(lì)相關(guān)院所、高校、企業(yè)攜手進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，重點(diǎn)突破鈣鈦礦太陽能電池實(shí)驗(yàn)放大與穩(wěn)定性等系列技術(shù)，促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池規(guī)?；苽渑c多場景示范，形成協(xié)同聯(lián)動(dòng)的工作格局。

目前，鈣鈦礦電池通用技術(shù)開放平臺已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。青島能源所相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，一方面，該平臺具備了單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池組件（30cm＊40cm尺寸）的制備能力，具備針對光伏器件的效率和穩(wěn)定性測試能力。平臺近期還升級了一臺鈣鈦礦結(jié)晶設(shè)備、自主設(shè)計(jì)研發(fā)完成了一臺氣體輸運(yùn)沉積設(shè)備，在設(shè)備方面為鈣鈦礦太陽能電池筑基。另一方面，該平臺“對外”服務(wù)，為山東能源集團(tuán)技術(shù)人員開展了為期一個(gè)月的培訓(xùn)；為山東大學(xué)、青島科技大學(xué)等單位提供了效率和穩(wěn)定性測試等公共服務(wù)?！拔覀円闷脚_優(yōu)勢，匯聚人才和成果，為單結(jié)、疊層線提供技術(shù)支撐和驗(yàn)證，同時(shí)為省內(nèi)企業(yè)、高校院所鈣鈦礦技術(shù)發(fā)展提供必要的測試服務(wù)?！痹撠?fù)責(zé)人表示。

現(xiàn)在，青島能源所的傳輸層材料體系已在多家鈣鈦礦企業(yè)驗(yàn)證，將協(xié)助山東能源集團(tuán)重點(diǎn)解決鈣鈦礦組件的戶外穩(wěn)定性問題；與國電投進(jìn)行全干法疊層制備工藝聯(lián)合開發(fā)；與青島地鐵對接，探討軌道交通相關(guān)場景產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用示范……

能源轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵，可再生能源是未來能源的主體，預(yù)計(jì)2050年在全球能源消費(fèi)占比將達(dá)到三分之二。其中，太陽能必然是可再生能源的重要組成部分。以新一代薄膜光伏尤其是以鈣鈦礦為代表的光伏電池，是國際上太陽能光電發(fā)展的重點(diǎn)。

下一步，青島還將在創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化兩個(gè)方面協(xié)同發(fā)力，進(jìn)一步完善平臺服務(wù)，推動(dòng)戶外示范項(xiàng)目建設(shè)，加速推動(dòng)關(guān)鍵材料、設(shè)備、工藝技術(shù)向相關(guān)企業(yè)轉(zhuǎn)化。隨著產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的深入，青島鈣鈦礦電池的產(chǎn)業(yè)鏈條將持續(xù)發(fā)展完善，在全省放大引領(lǐng)帶動(dòng)作用。（青島日報(bào)／觀海新聞?dòng)浾?耿婷婷）