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日企将验证薄膜钙钛矿光伏电池的室外应用

2022/09/14

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      积水化学工业将于2024年在大阪市启动薄膜型光伏电池“钙钛矿型电池”的验证实验。钙钛矿型太阳能电池十分轻薄,可以设置在汽车车顶及建筑物墙壁上。积水化学正利用半导体封装材料技术,开发保护发电层膜免受损伤和湿气影响且耐用性高的电池。还将在其他设施开展多次实验,计划2025年实现商业化。

 

积水化学工业的薄膜型钙钛矿太阳能电池还可以设置在屋顶及墙壁等地方

  

      正在JR大阪站北侧建设的“Umekita(大阪)地下站”将成为验证地点。车站大楼计划2025年春季开业,2024年春季将设置太阳能电池,花大约1年时间测量日照量和发电量。积水化学工业正在考虑设置场所,候选地为车廊的屋顶等。

 

      现在占主流的光伏电池为“单晶硅型”,中国企业占有很高份额。钙钛矿型是2009年由日本的研究人员发明,中国和日本都在朝着实用化推进开发。钙钛矿结晶的发电层膜很薄,因此可以在薄膜上反复涂布,制造出柔软轻便的太阳能电池。

 

      据说钙钛矿型的转换效率约为10%,只有硅型太阳能电池的一半左右,不过也有研究成果表明在特定条件下钙钛矿型的转换效率能达到25%左右。有望与硅型电池实现同等的转换效率,并且利用柔软的性质,还可以设置在硅型太阳能电池难以应用的墙壁和车顶等地方。

 

      积水化学的钙钛矿型电池制作方法是一边打开卷状薄膜,一边涂布发电层和电极,从上面盖上其他薄膜后封装,然后再卷成卷状。利用保护半导体免受灰尘等影响的封装材料技术,可以防止损伤薄膜。

 

      新一代技术开发负责人森田健晴说:“利用与印刷物一样的制造方法可以降低成本”。硅型太阳能电池为了支撑电池重量需要架台,但轻便的钙钛矿太阳能电池可以简化这一部分,还可以降低设置成本。

 

      由于钙钛矿电池不耐潮湿等,森田健晴表示“日本国内厂商没有室外设置的实验案例”。已经在实验中确认钙钛矿电池具有相当于10年的室外耐用性。现在的转换效率为15%左右,今后将以耐用性为优势推进实用化。森田表示,“计划用于汽车等移动体的顶部和边侧等”。

 

      商业化还面临一些课题。现在电池卷的宽度为30厘米,目标是达到1米。与并排设置30厘米的光伏电池相比,1米宽度的电池发电面积更大。因为接缝不发电。

 

      电池卷的宽度增大时,保证良品率也会变难。森田表示,“我们可以生产向客户保证品质的量”,但量产需要接近100%的成品率。验证实验还要找到适合钙钛矿电池轻软特性的设置技术。

 

      日本经济新闻(中文版:日经中文网)臼井优衣

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