日本再次夢(mèng)碎，中國(guó)鈣鈦礦電池技術(shù)專利超日本，反超徹底沒希望

日經(jīng)新聞最近爆了個(gè)料，在下一代太陽(yáng)能電池的核心技術(shù)：鈣鈦礦電池上，中國(guó)的專利申請(qǐng)總數(shù)頭一回超過了日本。

這個(gè)新聞讓日本產(chǎn)業(yè)界非常難受，因?yàn)殁}鈦礦電池太特殊了。它是用一種叫鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)材料做的新一代太陽(yáng)能電池，這玩意兒早幾年被看作能顛覆整個(gè)光伏行業(yè)的下一代技術(shù)，戰(zhàn)略價(jià)值極高。

因此日本乃至韓國(guó)和歐盟，一直希望借它來(lái)反超中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)，結(jié)果情況有點(diǎn)出乎意料，中國(guó)在專利上已經(jīng)開始超過日本了。

而且得說清楚，日媒統(tǒng)計(jì)的是2023年之前中國(guó)的專利總數(shù)量。最近這兩年，中國(guó)的優(yōu)勢(shì)拉得更大了。

就拿2025年來(lái)說，全球新申請(qǐng)的鈣鈦礦專利里頭，有將近七成都是中國(guó)的。這就意味著日本想要通過押注鈣鈦礦電池，來(lái)實(shí)現(xiàn)彎道超車的希望，徹底破滅了。

不光數(shù)量多，中國(guó)在傳統(tǒng)的用玻璃做底板的鈣鈦礦電池上優(yōu)勢(shì)明顯，還有在鈣鈦礦和傳統(tǒng)硅電池疊加做成的電池以及可以彎曲的薄膜電池這些方向上都提前卡好了位。可以這么說，太陽(yáng)能下一代電池技術(shù)，中國(guó)已經(jīng)把路堵死了。

你可能還沒整明白，鈣鈦礦電池的戰(zhàn)略價(jià)值到底有多大

中國(guó)布局鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，將顛覆光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)

咱們現(xiàn)在市場(chǎng)上主流的太陽(yáng)能電池，是那種用硅片做的，也就是造芯片的那種單晶硅或多晶硅。

這種電池把太陽(yáng)光變成電的能力，經(jīng)過這么多年發(fā)展，在實(shí)驗(yàn)室里最高已經(jīng)能做到29.4%，差不多碰到理論天花板了，再往上提很難。

鈣鈦礦電池就不一樣了，它的本事要大得多。先說轉(zhuǎn)化能力，單一鈣鈦礦電池理論上最高能到33%，遠(yuǎn)超過硅電池。更厲害的是，它還能和傳統(tǒng)硅電池上下疊加做成多層電池，這種疊加之后的轉(zhuǎn)化上限現(xiàn)在實(shí)測(cè)已經(jīng)超過33%，理論上能沖到43%以上。

這到底是啥概念？咱們算筆賬。建一個(gè)100兆瓦的大型地面電站，如果用的是轉(zhuǎn)化能力29%的硅電池，大概要占2000畝地。換成43%的鈣鈦礦疊層電池，用地直接縮到1400畝，一下省出來(lái)600畝地。

說實(shí)話，這在能源領(lǐng)域是一個(gè)極其恐怖的提升。轉(zhuǎn)化效率從29%干到43%，意味著同樣一片太陽(yáng)底下，發(fā)電量直接多出將近一半。這不是改良，這根本就是掀桌子式的技術(shù)換代。誰(shuí)先掌握住這個(gè)效率的制高點(diǎn)，誰(shuí)就捏住了未來(lái)整個(gè)光伏發(fā)電的成本命門。

而且，鈣鈦礦材料吸光特別猛，用一點(diǎn)點(diǎn)材料就行，材料用量只有硅電池的千分之一，綜合制造成本能降到硅電池的三分之一。你想想，電池成本只有3分之一，發(fā)電效率快了快一倍，那這個(gè)光伏發(fā)電每度電的成本該多低。

而且更牛的是，這種材料能做得很輕薄，還能隨意彎曲。它可以加工在塑料膜或者超薄玻璃上，想怎么彎就怎么彎。

這么一來(lái)，能用的地方就太多了。可穿戴的設(shè)備、建筑的曲面外墻、汽車的車頂，這些硅電池干不了的場(chǎng)合，它全能上。

還有，它的顏色可以調(diào)，甚至能做成透光的，直接跟建筑的玻璃幕墻合到一塊兒，發(fā)電的玻璃墻就出來(lái)了。光線不好的時(shí)候，比如室內(nèi)，它也能發(fā)不少電，很適合用在物聯(lián)網(wǎng)傳感器上。

換句話說，以后發(fā)電這件事，就不只是屋頂上那一塊板了，到處都能發(fā)電。

中國(guó)本來(lái)就在光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑，現(xiàn)在主導(dǎo)鈣鈦礦電池，能帶出一堆新賽道，比如光伏建筑一體化、車載光伏，然后這些新領(lǐng)域還能帶動(dòng)上游的材料和高端裝備產(chǎn)業(yè)。這能硬生生開辟出幾千億甚至上萬(wàn)億的新市場(chǎng)。

就拿車載光伏來(lái)說，鈣鈦礦電池能完美貼合車頂?shù)幕《取，F(xiàn)在用車頂硅電池，一天發(fā)的電最多讓車跑個(gè)50公里。換成鈣鈦礦，一天能跑差不多300公里。車子直接從交通工具變成移動(dòng)的小電站。

更妙的是，充電樁也能做成光伏儲(chǔ)能一體的，自己發(fā)電自己用，給電動(dòng)車充的電是真正的清潔電。那些老舊小區(qū)、偏遠(yuǎn)地方，電網(wǎng)容量不夠，裝不了大功率快充樁，這種光儲(chǔ)充一體的站，通過儲(chǔ)能靈活調(diào)節(jié)，不用改造電網(wǎng)就能把充電功率提上去，還不對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。這就大大推動(dòng)了電動(dòng)車的普及。

再看日本，現(xiàn)在全球太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)，中國(guó)占了超過九成，如果硬磕傳統(tǒng)的太陽(yáng)能硅電池，日本是一點(diǎn)機(jī)會(huì)都沒。

所以日本就死磕鈣鈦礦電池，想在這上頭翻身。其實(shí)日本是鈣鈦礦電池最早的探索者，2009年桐蔭橫濱大學(xué)的宮坂力團(tuán)隊(duì)第一個(gè)把鈣鈦礦材料用在電池上，不過當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)化能力只有3.8%，日本沒當(dāng)回事。

后來(lái)鈣鈦礦顯示出了巨大潛力，日本才回過味兒來(lái)，想牢牢抓住這次機(jī)會(huì)。他們可不想再犯當(dāng)年的錯(cuò)，技術(shù)從自己手里萌芽，果子卻被別人摘走。

從2015年到2022年，日本在鈣鈦礦電池的專利申請(qǐng)上連續(xù)七年世界第一，根據(jù)日本專利局的數(shù)據(jù)，2019至2022年，全球鈣鈦礦電池的國(guó)際專利申請(qǐng)中，日本申請(qǐng)人占據(jù)了3成，而中國(guó)只有1成。

而在2020年日本更是把這技術(shù)定為國(guó)家戰(zhàn)略，開始猛投錢，前后已經(jīng)砸了超過2000億日元，目標(biāo)是在2027年量產(chǎn)，目標(biāo)產(chǎn)能可供3萬(wàn)戶家庭使用；2040年全國(guó)鈣鈦礦裝機(jī)達(dá)到20GW，相當(dāng)于20座核電站的發(fā)電能力。

而日本走的路線就主要是柔性薄膜路線，而不是大面積的玻璃底板電池，這個(gè)選擇背后有日本自身?xiàng)l件的約束。日本70%的國(guó)土是山地，適合裝傳統(tǒng)光伏板的平坦土地極少，但建筑物墻面、曲面屋頂、窗戶這些位置很多。

柔性可彎曲的鈣鈦礦薄膜正好能覆蓋這些場(chǎng)景，而且重量上只有硅電池的十五分之一，能裝在以前放不了光伏板的地。另一個(gè)關(guān)鍵原因是鈦礦電池的核心原料之一是碘，而日本的碘儲(chǔ)量在全球排在前列，這意味著它在原料端有可掌控的本地供應(yīng)鏈，不像硅料那樣完全依賴進(jìn)口

但我要給日本潑盆冷水。日本現(xiàn)在不光是專利數(shù)量被中國(guó)反超，中國(guó)更大的優(yōu)勢(shì)在量產(chǎn)速度上。

中國(guó)憑借光伏產(chǎn)業(yè)布局，可快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

2025年，做太陽(yáng)能電池需要的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)，從最上游的多晶硅原料，到切成硅片，再到做成電池片，最后封裝成組件，中國(guó)的產(chǎn)能在全球占比分別是96%、96.2%、91.3%和80.1%。

這啥意思呢？就是說，整條產(chǎn)業(yè)鏈，每一個(gè)環(huán)節(jié)中國(guó)都是絕對(duì)的老大。

這意味著，實(shí)驗(yàn)室里搞出來(lái)的新技術(shù)，不用到處找供應(yīng)商、匹配工藝、調(diào)試設(shè)備，直接可以無(wú)縫量產(chǎn)。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，你在浙江搞出來(lái)的新配方，可以馬上和江蘇的硅片廠對(duì)接；廣東調(diào)試成功的疊加技術(shù)，很快就能在長(zhǎng)三角的產(chǎn)線上落地。從實(shí)驗(yàn)室到工廠，幾乎可以直接銜接。這就是中國(guó)完善產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)的中國(guó)速度。

拿鈣鈦礦來(lái)說，中國(guó)優(yōu)先搞的是更容易大規(guī)模量產(chǎn)的玻璃底板電池。極電光能2025年2月已經(jīng)正式投產(chǎn)了量產(chǎn)線。到現(xiàn)在，中國(guó)的鈣鈦礦產(chǎn)能占到全球六成以上。2025年全球正在建設(shè)的鈣鈦礦產(chǎn)能超過1500萬(wàn)千瓦，其中中國(guó)自己就占了920萬(wàn)千瓦。

即使是柔性薄膜路線上，我們的捷佳偉創(chuàng)也在2025年底交付了首條柔性鈣鈦礦商業(yè)量產(chǎn)線，而在2026年，中國(guó)更是有不少有6家企業(yè)要投產(chǎn)柔性鈣鈦礦電池。

跟中國(guó)一比，日本雖然在基礎(chǔ)研究和早期專利上有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，但產(chǎn)業(yè)化落地慢太多了。就像我們剛剛說的，日本的計(jì)劃是到2027財(cái)年，在大阪堺市建一個(gè)年產(chǎn)能100兆瓦的工廠，也就是10萬(wàn)千瓦，供3萬(wàn)戶家庭使用。就這么懸殊的數(shù)字差距，你讓日本怎么比。

說句扎心的話，日本在這件事上的痛感，恐怕要比當(dāng)年液晶面板和動(dòng)力電池被反超時(shí)來(lái)得更劇烈。因?yàn)榍懊婺莾纱?，至少是產(chǎn)業(yè)成熟之后被中國(guó)靠規(guī)模和成本超了車。

這回鈣鈦礦，是從實(shí)驗(yàn)室階段就看著優(yōu)勢(shì)一點(diǎn)點(diǎn)被蠶食、最終被徹底碾壓，這說明雙方在技術(shù)轉(zhuǎn)化效率這個(gè)根子上已經(jīng)不在一個(gè)量級(jí)了。

可以這么說，現(xiàn)在中國(guó)有超過100家公司、超過10萬(wàn)研究人員在搞鈣鈦礦電池，而且中國(guó)干這個(gè)的企業(yè)類型比日本豐富得多。公司多、人多的落差，直接轉(zhuǎn)化成了技術(shù)更新、工藝改進(jìn)和產(chǎn)能擴(kuò)張的復(fù)合加速度。日本更沒有機(jī)會(huì)了。

可以說日本想用鈣鈦礦當(dāng)翻身的切口，可產(chǎn)業(yè)鏈分散，制造縱深有限，從技術(shù)變成產(chǎn)量，需要的時(shí)間、成本都遠(yuǎn)超中國(guó)。所以，日本這回徹底翻不了盤了。