【編者按】十年前，《科學(xué)》（Science）雜志評選2013年十大突破，新型太陽能電池材料鈣鈦礦制成的電池入選。它具備效率高、成本低、制造工藝簡單、光譜吸收范圍廣等優(yōu)勢，一夜之間成為行業(yè)關(guān)注焦點。

2016年，國內(nèi)迎來鈣鈦礦電池創(chuàng)業(yè)元年。到2022年下半年，鈣鈦礦電池已經(jīng)成為大熱賽道，但在經(jīng)歷奧聯(lián)電子“履歷門”事件后熱度降溫。資本大量涌入下，行業(yè)亟需理性態(tài)度。在技術(shù)上，鈣鈦礦電池存在多條各有優(yōu)劣的技術(shù)路線，面臨壽命、穩(wěn)定性、大面積應(yīng)用時的效率損失等痛點，很多原始創(chuàng)新仍然出自國外。

近期，鈣鈦礦領(lǐng)域多位學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界人士向澎湃科技（m.dbgt.com.cn）回溯了鈣鈦礦電池的冷與熱，提出推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的理性思考。澎湃科技特別推出“探路鈣鈦礦”專題，敬請垂注。

麥耀華教授在廣東省政協(xié)會議上發(fā)言。

20多年前研究硅基薄膜太陽能電池時，整個領(lǐng)域一年發(fā)表的論文數(shù)量200篇左右。暨南大學(xué)新能源技術(shù)研究院院長、廣東脈絡(luò)能源科技有限公司創(chuàng)始人麥耀華沒有想到，如今鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域的論文每天像潮水一樣涌來，直呼“根本讀不完”，面對一些重復(fù)性的科研工作，他呼吁真正的原始創(chuàng)新要解決產(chǎn)業(yè)化遇到的關(guān)鍵技術(shù)問題。

麥耀華曾任保定天威薄膜光伏有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人和首席技術(shù)官，2013年中國光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入低潮期后，他轉(zhuǎn)型學(xué)術(shù)，研究鈣鈦礦太陽能電池。2016年加入暨南大學(xué)并組建新能源技術(shù)研究院。6年后再次踏入產(chǎn)業(yè)界，成立脈絡(luò)能源，推動鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化。日前，麥耀華對澎湃科技（m.dbgt.com.cn）表示，鈣鈦礦電池是一個好技術(shù)，遺憾的是很多原始創(chuàng)新出自國外。中國需進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)，要改變高校考核體系，進(jìn)一步“破五唯”，扭轉(zhuǎn)工科考核理科化的趨勢。鈣鈦礦電池制造設(shè)備必須走國產(chǎn)化之路，給國內(nèi)設(shè)備廠家更多機(jī)會和耐心，培養(yǎng)國內(nèi)供應(yīng)商。

不成為企業(yè)的“技術(shù)部”，不做不能產(chǎn)業(yè)化的研究

麥耀華研究了20多年太陽能電池，1999年在南開大學(xué)攻讀碩士時開始研究硅基薄膜太陽能電池，2006年拿到博士后學(xué)位后，前往荷蘭烏特勒支大學(xué)做博士后，研究硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池。2007年，中國光伏產(chǎn)業(yè)如火如荼，大量企業(yè)投入到光伏產(chǎn)業(yè)化的大潮中。中國兵器裝備集團(tuán)公司旗下保定天威集團(tuán)有限公司的董事長在歐洲見到了麥耀華團(tuán)隊，邀請他回國創(chuàng)業(yè)。2008年1月，麥耀華回國聯(lián)合創(chuàng)辦保定天威薄膜光伏有限公司，推動非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池產(chǎn)業(yè)化。

由于歐美對中國光伏產(chǎn)品實施“雙反”（反傾銷、反補(bǔ)貼），2013年，中國光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入低潮期，天威集團(tuán)母公司退出光伏產(chǎn)業(yè)后，麥耀華離開了天威薄膜光伏公司，轉(zhuǎn)型學(xué)術(shù)界，全職加入河北大學(xué)，開啟了新興光伏技術(shù)鈣鈦礦太陽能電池研究之路。2016年，他回到老家廣東，進(jìn)入暨南大學(xué)，組建新能源技術(shù)研究院，研究院聚焦碲化鎘（CdTe）薄膜太陽電池、鈣鈦礦電池和鋰離子儲能電池等研究項目。

剛回到暨南大學(xué)，科研經(jīng)費充足，朋友們建議麥耀華延續(xù)過去的研究，做硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池。當(dāng)時已有企業(yè)在推動異質(zhì)結(jié)太陽能電池產(chǎn)業(yè)化，“企業(yè)開始產(chǎn)業(yè)化之后，他們就不再那么需要高校研發(fā)團(tuán)隊了?！丙溡A不想成為企業(yè)的“技術(shù)部”，做些企業(yè)花點功夫就能做的事，而是想在技術(shù)上領(lǐng)先企業(yè)一步甚至幾步，最終他放棄了硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池的研究方向，轉(zhuǎn)向鈣鈦礦電池?！安蛔霾荒墚a(chǎn)業(yè)化的研究”也是麥耀華的研究定位之一，“鈣鈦礦電池領(lǐng)域有不少容易發(fā)文章的點子，但明顯難以產(chǎn)業(yè)化和降成本?！丙溡A放棄不能產(chǎn)業(yè)化的研究方向，聚焦大面積、高效率、高穩(wěn)定性的有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池及組件研究主題。

隨著鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性的提升，鈣鈦礦電池進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。第一次創(chuàng)業(yè)時，麥耀華從“高大上”的課題研究回歸到成本、管理等瑣碎細(xì)節(jié)問題，他對這樣的現(xiàn)實落差已經(jīng)適應(yīng)。出于產(chǎn)業(yè)化的情結(jié)和科研成果要應(yīng)用到千家萬戶的目標(biāo)，2022年8月，麥耀華再次踏入產(chǎn)業(yè)界，成立脈絡(luò)能源，推動鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化，首先聚焦單結(jié)鈣鈦礦電池技術(shù)路線，2025年以后建設(shè)鈣鈦礦疊層電池中試生產(chǎn)線。麥耀華介紹，脈絡(luò)能源瞄準(zhǔn)地面用光伏電站市場，大面積鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率超20%，計劃今年底建成100兆瓦大面積鈣鈦礦電池生產(chǎn)線。

除了開發(fā)大面積地面用鈣鈦礦光伏組件，在暨南大學(xué)，麥耀華團(tuán)隊也在研究用于室內(nèi)光能采集的鈣鈦礦電池。當(dāng)前，室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)傳感器廣泛應(yīng)用于智慧工廠、智能家居、智能箱包，傳感器等低功耗電子器件用電可使用鋰電池或干電池，但傳感器一多，換電或充電工作就變得繁瑣。對于能耗較低的傳感器節(jié)點，更好的用電方式是免充電的無線纜解決方案，因此可以在室內(nèi)環(huán)境中尋找能量。光能是室內(nèi)廣泛存在的能量，室內(nèi)光伏電池可以采集環(huán)境中的光能并轉(zhuǎn)變成電能，提供不間斷的電能供應(yīng)。室內(nèi)通常沒有高溫、高濕、紫外光，環(huán)境相對溫和，由于弱光性能突出，鈣鈦礦電池成為室內(nèi)光能采集的新選擇。麥耀華表示，鈣鈦礦電池的室內(nèi)光電轉(zhuǎn)換效率超過40%，是傳統(tǒng)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的3倍以上。目前團(tuán)隊研發(fā)的小面積鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)44.72%，組件轉(zhuǎn)換效率已超43%。

鈣鈦礦電池將成光伏競爭主戰(zhàn)場，給設(shè)備廠家更多耐心

2022年，全國風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機(jī)突破1.2億千瓦，連續(xù)3年突破1億千瓦，再創(chuàng)歷史新高。風(fēng)電、光伏發(fā)電量首次突破1萬億千瓦時，達(dá)到1.19萬億千瓦時、同比增長21%，占全社會用電量的13.8%，接近全國城鄉(xiāng)居民生活用電量。我國生產(chǎn)的光伏組件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、齒輪箱等關(guān)鍵零部件占全球市場份額70%。

“中國光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是全世界最優(yōu)秀的了，很多環(huán)節(jié)的市場占比達(dá)到80%以上，晶硅太陽能電池里幾乎沒有設(shè)備是從國外進(jìn)口的，國內(nèi)都可以解決?！丙溡A認(rèn)為，鈣鈦礦電池未來會成為中國同歐美日等國家光伏競爭的一個主戰(zhàn)場，“如果他們要在碳中和產(chǎn)業(yè)上分一杯羹，就必須重建自己的光伏產(chǎn)業(yè)，做好鈣鈦礦電池。”

“如果要保證我們在鈣鈦礦電池領(lǐng)域再次勝利，首先必須加大技術(shù)研發(fā)投入。鈣鈦礦電池是一個好技術(shù)，但遺憾的是，很多原始創(chuàng)新是由外國人做得出來的，中國還需要進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)。”麥耀華表示，在鈣鈦礦電池領(lǐng)域，高校研究所做出了諸多原始創(chuàng)新。但研究工作不應(yīng)只為發(fā)表論文，還要面向產(chǎn)業(yè)化。他呼吁要改變高?？己梭w系，進(jìn)一步“破五唯”（唯論文、唯帽子、唯職稱、唯學(xué)歷、唯獎項）。同時扭轉(zhuǎn)工科考核理科化，改變“重論文輕實踐”的評價機(jī)制，“鈣鈦礦領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)表了太多論文。我做硅基薄膜太陽能電池研究的時候，整個領(lǐng)域一年才發(fā)表200篇左右的文章，只要我愿意，我可以把每篇文章都讀完。但鈣鈦礦電池完全不同，文章太多，每天都像潮水一樣涌過來，根本讀不完?！?/p>

其次，鈣鈦礦電池制造設(shè)備必須走國產(chǎn)化之路。麥耀華表示，目前用于鍍膜的狹縫涂布設(shè)備和蒸發(fā)設(shè)備還需要進(jìn)口。盡管國內(nèi)也有自己的蒸發(fā)和涂布設(shè)備，但和國外設(shè)備相比，還存在性能上的差距。如果依賴國外昂貴的設(shè)備，難以降低成本，也難以在市場中占主導(dǎo)地位?！昂芏鄧a(chǎn)涂布設(shè)備以前是為鋰電池產(chǎn)業(yè)做配套的，現(xiàn)在用在鈣鈦礦電池領(lǐng)域，希望設(shè)備一買回來就能夠滿足要求是不現(xiàn)實的。所以需要企業(yè)的支持，給國內(nèi)設(shè)備廠家更多機(jī)會和耐心，培養(yǎng)好國內(nèi)供應(yīng)商。如果不給國產(chǎn)設(shè)備機(jī)會，國產(chǎn)設(shè)備就沒有改進(jìn)的可能?！?/p>

麥耀華表示，“國產(chǎn)設(shè)備商并不是制造能力不行，只是沒有經(jīng)驗、不懂工藝，不知道要做成什么樣子。所以我們要告訴國產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商非常明確的技術(shù)指標(biāo)和解決方案?！彼脖硎?，現(xiàn)在已經(jīng)有很多企業(yè)在開發(fā)國產(chǎn)設(shè)備，他相信未來國產(chǎn)裝備有機(jī)會做得更好。