世界快看点丨纤纳光电： 在超越硅的路上超越自己

钙钛矿材料的光生载流子在材料中能“走”接近1000纳米的距离。纤纳光电的名字就取自这一数字。

不同于字面意思，作为光伏材料的钙钛矿，实际是指与钙钛矿（CaTiO3）晶体结构类似的“ABX3”化合物。“相当于一辆车在不踩油门的情况下能往前跑多远，跑得越远说明车的损耗越小、开得越快。同样的道理，一个电子产生后能在电池材料中扩散多远，很大程度上决定了它的发电性能。”纤纳光电联合创始人兼CEO姚冀众给上海证券报记者打了一个浅显的比方，来阐释钙钛矿材料之于光电转化的“效率革命”。

(资料图)

“纤纳在做的事，正是利用这种新兴的钙钛矿型有机金属卤化物半导体作为吸光材料，来制作性价比更高的光伏组件。”用一只象征着太阳的三足金乌作为公司Logo，在姚冀众看来，高效率、低成本、应用场景广阔构成了这只三足乌的“底座”；而他与颜步一、杨旸三位钙钛矿领域的“探路者”，则共同张开了纤纳光电向阳而行的“羽翼”。

随着7月28日，纤纳光电从浙江衢州生产基地将首批5000件α组件发往省内工商业分布式钙钛矿电站，公司正式敲开了钙钛矿光伏的应用大门。姚冀众欣喜地说，钙钛矿商业化蓝图不再是海市蜃楼！

走没人走过的路

当记者在纤纳光电位于杭州未来科技城的办公室里见到姚冀众时，他正在一场以光伏为主题的电话会上介绍公司情况。

“钙钛矿在2012年就已经展现出很好的光电性能，不过那时候还没有大规模的应用。机缘巧合下，我慢慢接触到这种新兴材料，并且觉得未来这肯定会是一个大有前景的方向。”姚冀众说道。

于是，2015年从英国伦敦帝国理工学院毕业后，姚冀众决定扎根才刚开始商业化探索的钙钛矿。拉着同样从海外学成归来的颜步一、杨旸，初生的纤纳光电开始在无人可仿、无例可循的领域蹒跚起步，在新材料技术与制备工艺的循环创新中摸着石头过河。

“这条路上我们一直是冲在前端的，每一次创新都覆盖了从底层的基础创新到实际商业应用的完整链条。”姚冀众对记者解释道，“钙钛矿材料可以有成千上万种排列组合，而纤纳要做的就是在其中找到兼顾转换率最优以及适合大规模生产的组合。实际生产中，两者常会顾此失彼，因此需要不断试验和摸索”。

“厚积”终于在2017年迎来“薄发”，纤纳光电技术团队在一年内三破世界纪录。“2017年2月，我们以15.2%的转换效率，首次打破了此前由日本保持的钙钛矿小组件效率的世界纪录。”担任公司CTO的颜步一向记者回忆，当天大家一起吃了一顿火锅来庆祝。

这样的“火锅”，纤纳的高管们后面还吃了很多次。2020年底，经太阳能电池效率测试机构日本电气安全与环境科技研究所（JET）测试认证，纤纳光电自主研发的钙钛矿太阳能小组件在稳态功率输出下的效率达到21.4%。这已是公司第7次刷新全球钙钛矿组件的最高效率。

过产业化激流

“去年初我们完成了C轮融资，由三峡资本领投。最近又陆续来了不少投资人，听完我们的介绍都觉得太好了。”谈及纤纳光电两年前在衢州正式落地的百兆瓦级钙钛矿基地，姚冀众的语气难掩骄傲，“这是国内首条真正意义上商业化的钙钛矿产线。从实验室到规模化，我们一天都不敢松懈。”

几个厂房间来回穿梭，长期驻扎在衢州“盯”生产的颜步一，几乎没有停下过奔忙的脚步。他拿起手边一瓶溶液向记者介绍：“这个像墨水一样的东西，就是我们用来做钙钛矿电池的原料。生产钙钛矿电池薄膜的过程类似于报纸打印，我们把‘墨水’涂在基板的表面，最后再涂覆一层隔水隔油的材料，盖上基板即完成生产。”

这样的工艺特性，也赋予了钙钛矿电池更为丰富的应用场景。“钙钛矿材料不仅可以简单地印刷在玻璃表面，制备玻璃基底的太阳能电池，还可以印刷在其他材料，比如轻薄柔软的塑料或者窗帘表面。具备大尺度弯曲能力的电池，得以将自己的触手延伸至我们随身的电子设备、日用家电智能设备以及光伏建筑一体化等。”颜步一表示，“与此同时，钙钛矿还可以制成彩色和半透明薄膜，从而实现不同的彩色效果。”

当然，从“丰满蓝图”走向实际生产的道路并非一片坦途。颜步一坦言：“尽管实验室里钙钛矿电池的理论转化数据很漂亮，但由于是一种理想化的状态，它们普遍成本高、面积小，和我们想做的商业化、大面积的钙钛矿模组还有很长距离。”

如何将钙钛矿层均匀地涂抹于设备表面？如何突破钙钛矿易氧化、不耐高温、衰减率高、寿命短等技术瓶颈？颜步一给出的回答是：“反复尝试。我们通过不断调整材料的配方和引入新的材料体系，来提高商业化钙钛矿模组的效率与稳定性。”

从第三方数据来看，纤纳光电已获得全球首个IEC61215稳定性认证及多倍加严认证。“成熟、稳定的商用化能力是我们努力的方向，也是我们竞争的壁垒。”姚冀众信心满满地说。

钙钛矿材料的另一核心竞争力在于，其在制造成本和生产流程上的优势。钙钛矿对杂质不敏感，通常98%左右纯度的钙钛矿就可以用于制造效率超20%的电池。

“在单位能耗上，GW级的晶硅全产业链的能耗巨大，钙钛矿同样规模产线的投资规模大概仅是前者的零头。生产绿色能源的过程，也变得更加绿色。”颜步一表示，这也为钙钛矿下一步的大规模发展打下坚实基础。