太陽能之父馬丁·格林：鈣鈦礦穩定性沒解決，甚至可能永遠無解！

引言

最近，趕碳號一直想一篇關于鈣鈦礦產業化的文章，主要是圈外人的確有可能被一些鈣鈦礦企業的宣傳給忽悠了。有知情人士向趕碳號透露，極電光能，號稱實現GW級產能，但實際上真正的產量連百兆瓦都沒有，也就是幾十兆瓦，產品要么用于概念性項目展示，要么用于各類展會。對這種說法，趕碳號一開有些半信半疑。

直到在幾個月前，趕碳號在一次出差途中偶遇沈文忠教授，非正式地向他請教這一問題。沈授不愧學者求真務實風范，他直言不諱，鈣鈦礦首先要解決穩定性，接下來才能探討鈣鈦礦疊層技術的商業化、產業化前景。

昨天，在2025第八屆中國國際光伏與儲能產業大會的專訪環節，趕碳號與光伏媒體同仁有幸采訪了太陽能之父——馬丁·格林教授。他的回答，是令人震驚的。

終于有人，而且是太陽能行業最權威的泰斗級人物，說真話了！

01鈣鈦礦商業化，可能遙遙無期

昨天，有媒體向馬丁·格林教授提問：現在有不少企業已經在推進晶硅/鈣鈦礦疊層組件的量產。您預計大致要到什么時候，才能實現GW級的量產？

馬丁·格林教授：

這是個很好的問題。第一點，關鍵挑戰在于穩定性。從效率角度看，鈣鈦礦本身已經做得很好了。當前最高效率主要還停留在非常小面積的器件上，但從實驗片放大到大面積器件、再到組件，從純技術角度講，在相對較短的時間內實現放大是可以做到的。

真正的問題是穩定性。晶硅是一項非常穩定的技術，而迄今為止，鈣鈦礦的穩定性都遠遠達不到要求，兩者在這一點上的匹配并不好。圍繞鈣鈦礦穩定性的工作，還有很多很多事情要做。

就目前來看，我并不認為已經出現了某種鈣鈦礦配方，能夠滿足大規模市場應用所要求的長期穩定性，更談不上支撐到吉瓦級產能的部署。要找到一種真正穩定的鈣鈦礦材料，可能要五年，也可能要十年，也有可能永遠找不到——歷史上也有材料是在探索很久之后被放棄的。

至于你問的“什么時候能到 GW 級量產”，我的判斷是：“只有在穩定性問題真正被解決之后，疊層技術才有可能放大到 GW 級的量產規模。在那之前，很難給出一個負責任的時間表。”

02人工智能，有可能找到鈣鈦礦的替代品

有媒體提問，如果未來五年內，鈣鈦礦的穩定性問題始終得不到解決，那是不是意味著它會錯過最佳的商業化窗口？在這種情況下，還有哪些替代路徑可以提升電池效率？

馬丁·格林教授：

在和晶硅搭配做疊層電池的候選材料中，鈣鈦礦目前當然是最主要的競爭者。但別忘了，鈣鈦礦作為光伏材料，其實也就是在 2009 年左右才真正被發現并重視的。

這意味著什么？意味著很有可能還有其他材料一直“躺在那兒”，只是我們還沒發現它們，或者還沒意識到它們可以用在光伏疊層上，而且在穩定性方面可能比鈣鈦礦更好。

隨著人工智能的發展，我們現在有機會用全新的方式去搜索這些新材料：通過 AI，大規模、高效率地篩選材料組合和結構，這有一定概率找到“下一代鈣鈦礦級別”的候選材料。這是一個方向。

另一方面，我認為行業已經非常清楚：鈣鈦礦不是一條“輕松的路”，難度很大。如果大家還想在效率上繼續往上走，就必須同時認真看一看其他路徑，比如高效背接觸晶硅電池，以及一些過去提出過、但近年少有人關注的概念——這些思路都值得重新拿出來好好看看。

所以，在我眼里的圖景是：一方面，繼續努力解決鈣鈦礦的穩定性問題，也許會成功，也許不會；另一方面，積極開發其他新材料和新結構，包括依托 AI 去發現新材料，以及基于背接觸結構、光譜轉換等思路來“榨干”晶硅的潛力。

這兩條線應該是并行推進的，而不是只押在鈣鈦礦一條路上。

03光伏下一次技術大遷移，將發生在哪里？

趕碳號的現場提問是，最近行業開始關注HIBC這類復合結構的雜化背接觸電池。您預計它大概還需要多少年才能真正實現產業化、走向大規模量產？在未來是否有可能比鈣鈦礦更快地變成現實？另外，其在未來取代現有主流技術比如TBC、HBC的節奏，會不會像當年TOPCon取代PERC那樣快？

馬丁·格林教授：

我認為，各種背接觸技術的商業化，會比鈣鈦礦快得多。

在我看來，行業下一次大的技術遷移，會是向高效率的背接觸電池過渡。而鈣鈦礦這條路線，因為穩定性問題遲遲沒有解決，所以它的時間表是“無限期往后推遲”的——什么時候能真正邁過穩定性這道門檻，目前沒有人能給出確定答案。

與此同時，我們也在研究不依賴鈣鈦礦疊層、繼續提升晶硅電池效率的其他辦法。比如，重新審視一些“比較老”的概念——像通過“上轉換”（up-conversion）等手段，把目前硅電池中被浪費掉的部分紅外光子利用起來，從而進一步抬高效率極限。

有媒體提問：現在行業里有幾種高效電池技術路線在競爭，您怎么看它們之間的優劣？未來兩三年，光伏電池的主流技術格局會往哪一條路線上演變？

馬丁·格林教授：

要在它們之間選出“最好”的一條，其實很難，因為這些都是很優秀的技術路線。

如果回顧光伏過去十年的發展，可以看到一個很清晰的趨勢：技術一直在向“更高效率”演進。在此之前，行業用了大約四十年時間都在使用一種“標準”電池結構，隨后很快就全面轉向了 PERC；而從 PERC 再切換到 TOPCon，同樣發生得非常快，根本原因就是效率更高。

我判斷，今后電池技術還會繼續沿著“效率越來越高”的方向推進。在現有可以看到的路線里，背接觸電池——無論是采用 TOPCon 接觸、還是異質結接觸，或者兩者的組合——都能提供最高的效率。所以，我認為下一次大的產業代際轉換，就會是向背接觸電池過渡。

如果從TOPCon之后的演進來講，我看好我們現在稱作HBC、TBC 和 HTBC 的這些結構：用 TOPCon 做背接觸的是TBC，用異質結做背接觸的是HBC，把兩者結合起來的混合背接觸結構是 HTBC。

在我看來，行業下一步的大轉向，就會是在這些高效背接觸技術之間展開。

04光伏產業的終極瓶頸

有媒體問，在應對氣候變化的宏大目標下，您認為未來光伏產業的終極瓶頸是什么？是技術和成本問題、電網消納能力問題，還是資源和環境約束？再往未來三十年看，光伏發電有望給全球能源結構和人類低碳生活帶來哪些根本性改變？

馬丁·格林教授：

從我目前看到的情況，最大瓶頸已經不再是成本或制造能力，而是電網的消納能力——也就是你說的“電網能否吸收這么多光伏發電”。

傳統電網的設計思路，是圍繞若干集中式的大電源，而不是圍繞大量分布在各處的小型發電單元。所以，要適應高比例分布式光伏發電，電網的結構和運行方式都需要重新思考和設計。

另一方面，在過去十年里，光伏產業的擴張速度非常快：全球裝機量年均增速大約在30% 左右，這是一個30%的復合增長速度；從這個事實可以看出，制造端的擴產能力并不是主要約束，行業在“把工廠建出來”這件事上運轉得相當不錯。

就成本而言，光伏發電已經是國際能源署認定的“人類歷史上最便宜的電力來源”。也就是說，成本已經降到了不再構成推廣瓶頸的水平——當然，光伏再便宜一些，會進一步推動裝機增長，我也相信成本還會繼續下降，但成本已經不是現在這道“終極約束”了。

所以，如果要說現階段、乃至可預見未來的關鍵瓶頸，我會把票投給：電網和系統層面的消納與調度能力，而不是電池片本身的成本或制造能力。

有媒體問，現在光伏正在加速和儲能、AI、氫能等融合，出現了“光儲充一體化”、“虛擬電廠（VPP）”等新業態。您怎么看這些模式對未來能源系統的顛覆性影響？在構建新型電力系統的過程中，最大的技術挑戰和商業模式創新點分別是什么？

馬丁·格林教授：

在澳大利亞，目前光伏發電已經貢獻了大約 20% 的全國用電量。盡管中國的光伏裝機總量遠遠高于澳大利亞，但在中國電力系統中的占比還沒這么高。所以，澳大利亞正在面對的問題，很可能就是其他國家未來會遇到的問題。

在澳大利亞，絕大多數光伏系統都是居民屋頂電站，由家庭私人持有。隨著光伏占比的升高，儲能的安裝也在快速增加：近期主要是鋰電池儲能和抽水蓄能這兩類方案；同時，和世界其他很多地區一樣，人們對氫能作為中長期儲能和能源載體，也非常感興趣。

可以看到的趨勢是：家庭開始對自己的“發電和用電”承擔越來越多的責任；通過家庭儲能系統和智能控制設備，把發電和負荷更好地匹配起來。從更長遠來看，這會推動電力系統朝著一個方向演進：“更多分布式的、自主的發電者”，每個家庭或用戶既是用電者，也是一定程度上的“電力生產者”，并主動管理自己的用電方式。

在這個過程中，價格信號和商業模式創新會非常關鍵。澳大利亞馬上要做一個很有意思的試驗：政府計劃在中午時段實行“零電價”或者接近免費的電價，希望通過這樣的方式，把一部分本來集中在晚高峰的用電需求，引導到太陽能最充足的中午時段。

這個試驗背后的邏輯，就是你提到的那種“系統層面的大調整”——通過電價機制、負荷轉移、用戶側儲能和智能控制，讓可再生能源發電曲線和用電負荷曲線契合得更好。

所以，在我看來：技術挑戰主要在于：如何在大規模分布式光伏和儲能條件下，重新設計電網和控制系統，使之能夠安全、穩定地接納高比例的光伏和風電；商業模式創新方面，會出現很多類似“中午免費電”“峰谷分時電價+儲能”“用戶側聚合參與電網調度”的方案，用各種方式去激勵負荷跟著太陽走，而不是讓電網單向為負荷服務。

05中國光伏的全球化

有媒體問，中國現在是全球光伏產業的領軍者，但在各國都強調供應鏈本地化的背景下，中國該如何跳出“單純輸出制造產能”的模式，建立新的、可持續的競爭優勢？

馬丁·格林教授：

這是個相當難回答的問題。

在光伏技術方面，中國目前的領先優勢非常明顯，以至于在可以預見的時間內，很難想象還有哪個國家能在競爭力上真正追上來。在這樣的格局下，如果其他國家希望在本國發展光伏制造業，我認為大概率需要中國企業的參與。

一種我能看到的可行模式是，通過合資公司，或者由中國企業在當地設立全資或控股子公司，一方面滿足當地“要有本地制造”的政治和產業訴求，另一方面也讓這些國家能夠獲得真正有競爭力的光伏技術。

所以，我可以想象，未來中國企業在全球扮演的角色，會是在不同國家設立制造基地，通過合資或子公司形式把技術和產能“本地化”輸出，形成一種新的、中國主導的全球布局模式。

后 記

趕碳號認為，馬丁·格林教授更多是站在科學家的角度、學術的維度上看待鈣鈦礦技術所處的發展階段。他強調的是材料體系的長期穩定性、全壽命度電成本，以及在電網消納、新型電力系統中的真實作用，而不是單一效率紀錄或短期情緒。馬丁·格林教授的鮮明觀點，可以給在當前受到熱捧的鈣鈦礦降降溫。無論是企業，還是地方政府，還是投資者，都有必要冷靜冷靜。

另外，對中國光伏產業來說，如果想要持續領跑，肯定不能固守在已有優勢上，必須要在不確定的技術路線上提前布局、主動試錯。鈣鈦礦也好，甚至是尚未被發現的新材料，越是存在不確定性，機會就越大。風投，本身就是風險投資。在關系到下一代電池技術主導權的方向上，我們寧可做錯，也不能錯過，避免讓競爭對手通過新技術直接翻盤。

所以，我們不是簡單地賭一把，而是在已有產業體系和工程能力基礎上，理性承擔一部分必要的技術風險，既要聽得進去像馬丁·格林教授這樣的冷靜提醒，又要保留足夠的進取心和試錯空間，真正做到在風險可控前提下為未來下注。

鈣鈦礦即使不行，也不能代表別的材料不行。

趕碳號聯想到當下火爆的AI，算力硬件目前大洋對岸顯然更強，但是未來的AI應用，我們大概率會遙遙領先。新技術、新材料、新業態，新商業模式，將層出不窮。也許，下一代的光伏技術大躍遷，就是通過AI來實現也未可知。