为实现超薄可弯曲太阳能电池“钙钛矿太阳能电池”量产,企业正在积极采取行动。各企业大都预计在2025年之后实现商业化,但要实现普及还面临着诸多课题。对此,本站就钙钛矿太阳能电池的社会应用及课题,采访了“有机太阳能电池技术研究企业联盟”(RATO)田中千秋理事长。
有机太阳能电池技术研究企业联盟 田中千秋理事长
——钙钛矿太阳能电池还留有哪些技术课题?
“太阳能电池的实际使用需要兼具发电性能和耐久性。目前钙钛矿太阳能电池的使用寿命约为10年,我们希望将其延长至20年左右。此外,钙钛矿太阳能电池中含有的微量铅可能与欧洲RoHS法规(《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》)相抵触,因此有可能被要求开发相应的回收利用技术。”
“轻量、可弯曲的太阳能电池的应用还需要用透明的薄膜封装技术。因此需要与材料生产商合作,确保能够制造出质地均一的透明产品。目前还有许多技术环节尚处于基础研究阶段,所以基础研究与实际应用之间的协同工作非常重要。”
——在普及过程中是否存在制度方面的课题?
“首先,该电池预计将主要安装在国有大型设施中而不是民间企业。安装场所包括公共设施、道路、农地等广泛场所。为了确保每个场所的顺利安装,需要建立跨省厅协作工作的体制。”
“即使钙钛矿太阳能电池开始生产,也很难立即大批量生产,而且价格可能不会像预期的那么便宜。为了推动普及,在引入太阳能电池的最初5~10年内,还应该考虑实施降低企业生产和安装成本的税收制度。”
为实现钙钛矿太阳能电池的大规模生产,企业正在积极采取行动
——日本的制造体系足够吗?
“政府目前提出的目标是,到2030年将目前仅占总能源约18%的可再生能源比例提高到36~38%。为实现这一目标,需要每年进一步增加10吉瓦(1吉瓦=10亿瓦)的太阳能发电量,这意味着将需要多家像积水化学工业这样的制造企业。”
“此外,全世界都将开始大规模生产钙钛矿太阳能电池。为了占领日本乃至全球市场,需要进一步实现大规模量产。这就需要共享生产技术和原材料采购等,整个日本团队合作进行生产,否则将无法达成这一目标。我们希望避免重蹈硅太阳能电池的覆辙。”
——RATO拥有怎样的职责?
“目前已有20多家公司和团体加入RATO。其中不仅包括生产太阳能电池的公司,还包括采购原材料碘的公司以及涉及安装的建筑公司。我们的目标是建立涵盖整个日本体系。”
“我们还参与制定国际标准。性能评估程序预计在2023年内得到国际标准的认可,计划以日本产业技术综合研究所为中心推进标准化工作。目标是由日本主导制定标准。”
安装技术的开发以及影响评估
钙钛矿太阳能电池是基于日本桐荫横滨大学特任教授宫坂力于2009年发表的论文而开发的新一代太阳能电池。与传统的硅太阳能电池不同,该电池轻量且可以弯曲,因此可安装在墙壁或窗户等以前无法安装的地方。被视为推动可再生能源普及的一张王牌,政府也对普及持积极态度。
然而,除了生产之外,钙钛矿太阳能电池的普及还面临着许多课题。
首先,制造方面需要与传统太阳能电池不同的设备和工程。此外,安装到墙壁和窗户上,就需要考虑如何遵守《建筑基准法》等法律要求,是否会影响景观等。
企业预期的实际应用时间为2025年左右,如果届时对应的社会体系还未准备就绪,就会出现供需失衡,从而阻碍普及。为了培育源自日本的技术,必须同时促进周边产业的发展。
日文:福井健人、《日经产业新闻》、2023/10/30
中文:JST客观日本编辑部