制造太阳能电池的初创企业PXP（相模原市）将2个太阳能电池串联叠加在一起形成“串联型”太阳能电池，成功地将能量转换效率提高至23%。使用该技术，让作为下一代太阳能电池而备受关注的“钙钛矿型”与化合物系太阳能电池相结合，实现了超过市售的硅型太阳能电池的指标。PXP的目标是在2020年代后半期实现商用化。
PXP开发了将钙钛矿型太阳能电池和化合物系太阳能电池串联叠加的太阳能电池（供图：PXP）
钙钛矿型太阳能电池与目前市售的硅太阳能电池相比，重量不到后者的十分之一。非常轻薄且可以弯曲。因其可以安装在建筑物的外壁等以前无法安装的地方，因此尽管在耐久性和寿命等方面还存在课题，预计仍有很大需求。
在此背景下，将钙钛矿型与其他的太阳能电池叠加在一起，以提高太阳光转化为电能的效率的串联型太阳能电池的研究正在火热展开。不同种类的太阳能电池，吸收的光波长也有所不同，如果将不同类型的太阳能电池叠加在一起，则可以吸收各个波段的光，从而提高能量转换效率。
由日本出光兴产的子公司Solar Frontier前社长龟田繁明于2020年创立的PXP结合使用铜、铟、硒等的CIGS系和钙钛矿型太阳能电池。CIGS系太阳能电池是化合物系半导体电池的一种，由于其发电层非常薄，因此可以弯曲。此外，即使在高温环境下或处于阴影处时，发电效率也不易下降。
PXP将着手生产CIGS系大面积太阳能电池（供图：PXP）
试制品的转换效率达到了23.6%。即使将2个发电层叠加在一起，重量也很轻且可以弯曲。今后的目标是将这一数值提高到28%左右。
预计这种太阳能电池可应用于汽车车顶、无人机、人造卫星等的动力源。PXP的目标是首先将CIGS系太阳能电池投入实际应用，并在2020年代后半期实现串联型太阳能电池的商用化。
在串联型太阳能电池中，大都是将钙钛矿型和硅型重叠使用的研究。目前，市售硅型太阳能电池的转换效率约为20%。通过在硅太阳能电池层上叠加钙钛矿型可大幅提高效率。中国太阳能电池制造商隆基绿能（LONGi）利用实验室规模的小型太阳能电池实现了33.9%的转换效率。理论上这种重叠太阳能电池的转换效率可达40%以上。
人们期待与硅型叠加实现高转换效率的大面积太阳能电池。目前，有用高性能太阳能电池替换硅型太阳能电池的需求，哪怕是价格有所增加。此外，由于使用玻璃基板，因此预计比粘贴在墙壁上的薄膜基板钙钛矿型更具耐久性。
在实际应用方面，海外企业处于领先地位。以钙钛矿型太阳能电池闻名的牛津大学教授亨利·斯奈斯（Henry Snaith）创立的英国初创企业“Oxford PV”计划在2024年下半年投入实际使用。2023年5月，利用串联型太阳能电池模块实现了28.6%的效率。
此外，韩国的韩华新能源（Hanwha Q CELLS）公司建设了生产串联型太阳能电池的工厂，预计于2024年底投入运营，2026年后实现商业化。在日本，钟化（KANEKA）公司在小面积电池上取得了接近30%的成果。
单独的钙钛矿型在实验室水平达到超过26%的效率，与硅型相当。然而，大型化后，在效率和耐久性方面还需要进一步的改进。通过创建串联型，有望同时解决两种类型的课题。预期可用于多种用途的下一代太阳能电池并非只有一种类型，而是与各自的特性相结合的多种类型得到普及。
日文：福井健人、《日经产业新闻》、2023/12/18
中文：JST客观日本编辑部
