由日本研究人员发明的“钙钛矿（Perovskite）型”光伏电池被视为新一代光伏电池的最有力候选，日本国内企业将其推向实用化的举措取得进展。虽然欧洲和中国企业在该领域处于领先，但积水化学工业和东芝将在2025年以后启动量产。日本企业将利用自身擅长的材料技术等，提高曾是弱点的耐用性和能量转换效率，将价格降低到现有电池的一半，力求在光伏电池市场重振旗鼓。

  

  

      钙钛矿光伏电池是2009年由桐荫横滨大学特任教授宫坂力发明的。这一发明被视为诺贝尔奖的有力候选，有望使用印刷技术，以硅电池的一半成本来制造。重量只有硅电池的十分之一，而且可以弯曲。还有一个优点是可以安装在建筑物的墙壁以及纯电动汽车（EV）的车顶等以前难以设置的地方。

 

      “在室外达到了相当于10年的耐用性，量产已有眉目”，积水化学新一代技术开发中心负责人森田健晴充满自信地说。钙钛矿型光伏电池非常怕潮湿，如何封闭住材料对耐用性起到关键作用，此前一直是困扰企业的课题。

 

      积水化学的优势是在液晶显示屏和汽车挡风玻璃的制造过程中钻研出了封闭住薄膜材料的技术。以此为基础，达到了实用化所需要的耐用性。目前已开始试制30厘米宽的光伏电池，将于2025年实现商业化。JR西日本已开始讨论在争取2025年全面开业的“UMEKITA（大阪）站”广场安装该型电池。积水化学还在开发1米宽电池的制造技术，预计将于2026年开始量产。

   

     

      此前与耐用性一样成为课题的能量转换效率也逐步获得提高。2021年，东芝开发出了可均匀涂覆材料的制膜技术，约700平方厘米的试制品达到了15.1％的转换效率。目标是2025年实现实用化。积水化学此次也在30厘米见方的电池上达到了15％的转换效率。

  

      有的企业打算进一步提高能量转换效率。Kaneka制作出了与硅基相结合的“串联型”电池。可吸收更大波长范围的光，1平方厘米的试制品实现了29％的转换效率，达到硅电池同等以上的水平。

 

      虽然钙钛矿光伏电池是日本开发的技术，但在实用化方面，则是海外企业处于领先水平。2021年5月，波兰初创企业Saule Technologies开设了工厂，此外，中国的大正微纳科技2022年7月开始使用设置在江苏省的年产能为10兆瓦（1兆瓦等于100万瓦）的设备，面向智能手机制造商等量产大尺寸面板。

   

      不过，日本以外的海外企业的生产规模还很小，几乎没有面向大众的产品。因此只要日本企业能够提高技术能力，量产出成本和性能出色的产品，就有取胜的机会。

 

      面临的最大课题是产品的成品率。钙钛矿电池的发电薄膜容易出现缺陷。据称，以积水化学的试制品为例，达到产品质量要求的比例不到1％。

 

      钙钛矿电池的制造成本有望降至硅电池的一半，但成品率是削减成本的绊脚石。以已经量产的大正微纳科技的电池为例，目前的制造成本是硅电池的约3倍。为积水化学等的研究提供支援的日本新能源产业技术综合开发机构提出的目标是，到2030年将钙钛矿电池的发电成本降至硅电池同等以下的水平。

  

      材料使用环境负荷较高的铅也阻碍了钙钛矿电池的普及。源自京都大学的初创企业EneCoat Technologies（位于京都府久御山町）用锡来代替铅，寻求减少铅的用量。该公司首席科学官（CSO）若宫淳志充满期待地表示，如果可以放心使用的话“也可以用于可穿在身上外出活动的可穿戴式计算机等”。但该公司将首先生产使用铅、不含替代材料的类型，2024年开始量产30厘米见方的电池板。

      

  

      据富士经济预测，钙钛矿型光伏电池的全球市场规模到2035年将达到7200亿日元，增至2021年的约50倍。针对日本企业的前景，该公司的专家川合洋平指出“各企业能否长期维持量产和价格竞争所需的数十亿日元以上的设备投资，将成为关键”。

 

      从现有的光伏电池和锂离子电池来看，此前日本国内企业曾拥有较高全球份额，但投资规模更胜一筹的中韩企业扩大生产规模，降低成本，夺走了市场。因此日本企业需要避免重蹈覆辙的经营判断。

  

      日本经济新闻（中文版：日经中文网）三隅勇气、矢尾隆行、北川舞、草盐拓郎

  

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