日本首相菅义伟提出了到2050年实现温室气体“净零排放”的目标，新一代光伏电池“钙钛矿光伏电池”（PSC）受到的关注度越来越高。PSC的优点是成本低，可以削减厚度，能量转换效率等也在不断提高。为解决大型化和耐久性等课题，开展产学合作非常重要。
转换效率达到28％——东京大学的濑川浩司教授等人11月发布的这一研究成果备受关注，这款开发品虽然尺寸仅1平方厘米，但实现了优异的性能。据说日本经济产业大臣梶山弘志在9月视察了研究室，对日本可以实现PSC材料自给等表现出了兴趣。
濑川教授等人试制了高效率的钙钛矿光伏电池
以往的光伏电池发电部分大多使用硅。而PSC的发电部分采用名为钙钛矿的晶体结构材料，可利用印刷技术轻松制作，还能弯曲。制造成本有望降至采用硅时的一半以下。
PSC的转换效率在实验室水平为百分之二十几，濑川教授等人通过结合铜和铟等发电部，制成“多结型”，大幅提高了转换效率，据说通过进一步调整还有望超过30％。濑川教授干劲十足地说：“将来打算把硅光伏电池板全部换成PSC。”
要想实现脱碳社会，必须扩大可再生能源的利用。12月15日，日本环境大臣小泉进次郎宣布，计划到2030年度将可再生能源在电力结构中的占比提高到比现在的目标高一倍的40％以上。要想扩大光伏电池的应用，必须进行技术创新。
日本的调查公司富士经济（东京中央区）3月份发布的一份调查报告认为，虽然PSC等新一代光伏电池的全球市场规模在2019年仅6亿日元，但预计到2030年将达到4563亿日元。
PSC受到全球的关注，开发竞争非常激烈。美国斯坦福大学取得了有助于未来实现PSC量产的成果，开发出了量产PSC发电部薄膜的技术。该技术可以从喷嘴中喷射与原料溶液高度反应的气体，使其瞬间干燥，而以前需要加热约30分钟才能干燥。据说量产速度可达到硅光伏电池的4倍。
PSC实用化面临的课题之一是大型化。虽然尺寸在数平方厘米以下的小型PSC电池实现了高转换效率，但尺寸增大后会混入杂质，以及无法均匀涂覆溶液，因此效率会大幅下降。
耐久性也是一项课题。PSC会因高温和潮湿而劣化，最多只能使用几个月。冲绳科学技术大学院大学的Yabing Qi教授等人开发出了光照2000小时后转换效率也只降低14％的电池，是通过混合使用特殊的高分子防止了劣化。虽然目前还停留在实验室层面，不过今后打算在大型电池上进行尝试。
要想解决上述课题实现PSC的实用化，需要与企业合作。
松下与日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）合作，开发出了转换效率为17.9％的大型PSC。理光正在利用印刷技术，与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）共同开发可以在太空中发电、劣化不严重的PSC。
不过，濑川教授表示，“认真致力于开发的企业还比较少”，今后要加快此类举措。
日文：三隅勇气，《日本经济新闻》，2020年12月21日
中文：JST客观日本编辑部
