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日企將驗證薄膜鈣鈦礦光伏電池的室外應用

2022/09/14

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      積水化學工業將於2024年在大阪市啟動薄膜型光伏電池「鈣鈦礦型電池」的驗證實驗。鈣鈦礦型太陽能電池十分輕薄,可以設置在汽車車頂及建築物牆壁上。積水化學正利用半導體封裝材料技術,開發保護髮電層膜免受損傷和濕氣影響且耐用性高的電池。還將在其他設施開展多次實驗,計劃2025年實現商業化。

 

積水化學工業的薄膜型鈣鈦礦太陽能電池還可以設置在屋頂及牆壁等地方

  

      正在JR大阪站北側建設的「Umekita(大阪)地下站」將成為驗證地點。車站大樓計劃2025年春季開業,2024年春季將設置太陽能電池,花大約1年時間測量日照量和發電量。積水化學工業正在考慮設置場所,候選地為車廊的屋頂等。

 

      現在佔主流的光伏電池為「單晶矽型」,中國企業佔有很高份額。鈣鈦礦型是2009年由日本的研究人員發明,中國和日本都在朝著實用化推進開發。鈣鈦礦結晶的發電層膜很薄,因此可以在薄膜上反覆塗佈,製造出柔軟輕便的太陽能電池。

 

      據説鈣鈦礦型的轉換效率約為10%,只有矽型太陽能電池的一半左右,不過也有研究成果表明在特定條件下鈣鈦礦型的轉換效率能達到25%左右。有望與矽型電池實現同等的轉換效率,並且利用柔軟的性質,還可以設置在矽型太陽能電池難以應用的牆壁和車頂等地方。

 

      積水化學的鈣鈦礦型電池製作方法是一邊打開卷狀薄膜,一邊塗佈發電層和電極,從上面蓋上其他薄膜後封裝,然後再捲成卷狀。利用保護半導體免受灰塵等影響的封裝材料技術,可以防止損傷薄膜。

 

      新一代技術開發負責人森田健晴説:「利用與印刷物一樣的製造方法可以降低成本」。矽型太陽能電池為了支撐電池重量需要架臺,但輕便的鈣鈦礦太陽能電池可以簡化這一部分,還可以降低設置成本。

 

      由於鈣鈦礦電池不耐潮濕等,森田健晴表示「日本國內廠商沒有室外設置的實驗案例」。已經在實驗中確認鈣鈦礦電池具有相當於10年的室外耐用性。現在的轉換效率為15%左右,今後將以耐用性為優勢推進實用化。森田表示,「計劃用於汽車等移動體的頂部和邊側等」。

 

      商業化還面臨一些課題。現在電池卷的寬度為30釐米,目標是達到1米。與並排設置30釐米的光伏電池相比,1米寬度的電池發電面積更大。因為接縫不發電。

 

      電池卷的寬度增大時,保證良品率也會變難。森田表示,「我們可以生産向客戶保證品質的量」,但量産需要接近100%的成品率。驗證實驗還要找到適合鈣鈦礦電池輕軟特性的設置技術。

 

      日本經濟新聞(中文版:日經中文網)臼井優衣

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