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日本在下一代太陽能電池「鈣鈦礦」的野心!

2024-03-04科學

鈣鈦礦太陽能電池 是國內外積極研究和開發的主題。日本企業要想在這個市場生存下去,需要采取哪些舉措?有機太陽能電池技術研究協會 (RATO) 主席 Chiaki Tanaka,該協會是一個由積水化學株式會社和東芝 能源 系統公司組成的企業聯盟 ,旨在在社會中實施鈣鈦礦太陽能電池。

您如何看待目前的研發狀況?

制造商正在進行研究和開發,最終目標是提高轉換效率和耐用性,同時建立大面積批次生產的技術,同時保持效能。由參與 RATO 的 Sekisui Chemical 牽頭的商業化即將到來。積水化學株式會社(Sekisui Chemical)在薄膜型產品中實作了 15% 的轉換效率和相當於 10 年的耐久性,並且相信進一步提高效能是可能的。

鈣鈦礦太陽能電池的最大優勢是大部份原材料(如碘)和主要輔助材料均可在國內采購,未來有望穩定量產。

市場的未來是什麽?

市場研究報告(富士經濟2023年3月釋出)預測,2035年全球市場規模將達到1萬億日元。與目前主流的矽太陽能電池不同,鈣鈦礦太陽能電池可以在薄膜上制成,使其易於彎曲。由於其效能和形狀,它可以用於更廣泛的套用。新用途的例子包括農業用途(安裝在農場的溫室中)和車輛用途。

海外研發也很活躍。

中國已經開始大規模投資建設鈣鈦礦太陽能電池制造工廠,有報道稱中國處於領先地位,但原型機的效能尚未得到證實,實際量產的產品尚未進入市場。雖然有訊息稱部份歐洲企業已經開始生產,但目前還鮮有公布達到社會實施水平的產品。(基於這些考慮)日本不能說落後。

日本的優勢是什麽?

首先,可以實作主要原料高純碘的國產化。日本的碘產量占30%,位居世界第二,儲量世界第一,不需要依賴其他國家。無機碘化物的效能水平,如高純度和低含水量,影響鈣鈦礦太陽能電池的品質,如光電轉換效率和耐久性。還有許多其他化學品制造商可以提供高效能材料,而在采購薄膜、金屬和玻璃等材料時,除非選擇日本制造的材料,否則可能無法獲得足夠的效能。日本的先進技術還體現在薄膜加工技術、塗層制造裝置和工藝方面。(利用它們)我們可以保持我們在世界頂尖水平的競爭力。

為了發揮這些優勢,需要做出哪些努力?

這就是構建「全日本體系」。除了化學品制造商的材料供應系統外,還需要產品制造商(例如積水化學和東芝能源系統)之間的技術合作系統。鈣鈦礦太陽能電池所需的技術根據套用(壁掛式、車載式等)的不同而不同,因此這些部件應該相互補充。我們要有危機感,如果不構建全日本體系,加快研究開發,我們就會在與中國等國家的國際競爭中落後。

您對政府有何期望?

我想鼓勵公司之間的技術合作。政府對研發的支持通常在多個計畫中(由每個制造商)單獨進行,但我希望看到它被整合到一個國家計畫中(以促進全日本系統的研發)。

RATO 提倡什麽?

除了構成RATO核心的主要制造商外,來自廣泛領域的公司也參與其中,包括原材料制造商、各種材料制造商、測量裝置制造商、建築公司、道路照明公司。它充當從上遊到下遊(企業)協作的場所。但成員之間的合作還很薄弱,我想加強這一點。(因此)從2011財年開始,我們每月召開一次資訊交流會,分享和分析國內外趨勢資訊。