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日本在下一代太阳能电池「钙钛矿」的野心!

2024-03-04科学

钙钛矿太阳能电池 是国内外积极研究和开发的主题。日本企业要想在这个市场生存下去,需要采取哪些举措?有机太阳能电池技术研究协会 (RATO) 主席 Chiaki Tanaka,该协会是一个由积水化学株式会社和东芝 能源 系统公司组成的企业联盟 ,旨在在社会中实施钙钛矿太阳能电池。

您如何看待目前的研发状况?

制造商正在进行研究和开发,最终目标是提高转换效率和耐用性,同时建立大面积批量生产的技术,同时保持性能。由参与 RATO 的 Sekisui Chemical 牵头的商业化即将到来。积水化学株式会社(Sekisui Chemical)在薄膜型产品中实现了 15% 的转换效率和相当于 10 年的耐久性,并且相信进一步提高性能是可能的。

钙钛矿太阳能电池的最大优势是大部分原材料(如碘)和主要辅助材料均可在国内采购,未来有望稳定量产。

市场的未来是什么?

市场研究报告(富士经济2023年3月发布)预测,2035年全球市场规模将达到1万亿日元。与目前主流的硅太阳能电池不同,钙钛矿太阳能电池可以在薄膜上制成,使其易于弯曲。由于其性能和形状,它可以用于更广泛的应用。新用途的例子包括农业用途(安装在农场的温室中)和车辆用途。

海外研发也很活跃。

中国已经开始大规模投资建设钙钛矿太阳能电池制造工厂,有报道称中国处于领先地位,但原型机的性能尚未得到证实,实际量产的产品尚未进入市场。虽然有消息称部分欧洲企业已经开始生产,但目前还鲜有公布达到社会实施水平的产品。(基于这些考虑)日本不能说落后。

日本的优势是什么?

首先,可以实现主要原料高纯碘的国产化。日本的碘产量占30%,位居世界第二,储量世界第一,不需要依赖其他国家。无机碘化物的性能水平,如高纯度和低含水量,影响钙钛矿太阳能电池的质量,如光电转换效率和耐久性。还有许多其他化学品制造商可以提供高性能材料,而在采购薄膜、金属和玻璃等材料时,除非选择日本制造的材料,否则可能无法获得足够的性能。日本的先进技术还体现在薄膜加工技术、涂层制造设备和工艺方面。(利用它们)我们可以保持我们在世界顶尖水平的竞争力。

为了发挥这些优势,需要做出哪些努力?

这就是构建「全日本体系」。除了化学品制造商的材料供应系统外,还需要产品制造商(例如积水化学和东芝能源系统)之间的技术合作系统。钙钛矿太阳能电池所需的技术根据应用(壁挂式、车载式等)的不同而不同,因此这些部件应该相互补充。我们要有危机感,如果不构建全日本体系,加快研究开发,我们就会在与中国等国家的国际竞争中落后。

您对政府有何期望?

我想鼓励公司之间的技术合作。政府对研发的支持通常在多个项目中(由每个制造商)单独进行,但我希望看到它被整合到一个国家项目中(以促进全日本系统的研发)。

RATO 提倡什么?

除了构成RATO核心的主要制造商外,来自广泛领域的公司也参与其中,包括原材料制造商、各种材料制造商、测量设备制造商、建筑公司、道路照明公司。它充当从上游到下游(企业)协作的场所。但成员之间的合作还很薄弱,我想加强这一点。(因此)从2011财年开始,我们每月召开一次信息交流会,分享和分析国内外趋势信息。