由日本研究人員發明的「鈣鈦礦（Perovskite）型」光伏電池被視為新一代光伏電池的最有力候選，日本國內企業將其推向實用化的舉措取得進展。雖然歐洲和中國企業在該領域處於領先，但積水化學工業和東芝將在2025年以後啟動量産。日本企業將利用自身擅長的材料技術等，提高曾是弱點的耐用性和能量轉換效率，將價格降低到現有電池的一半，力求在光伏電池市場重振旗鼓。

  

  

      鈣鈦礦光伏電池是2009年由桐蔭橫濱大學特任教授宮坂力發明的。這一發明被視為諾貝爾獎的有力候選，有望使用印刷技術，以矽電池的一半成本來製造。重量只有矽電池的十分之一，而且可以彎曲。還有一個優點是可以安裝在建築物的牆壁以及純電動汽車（EV）的車頂等以前難以設置的地方。

 

      「在室外達到了相當於10年的耐用性，量産已有眉目」，積水化學新一代技術開發中心負責人森田健晴充滿自信地説。鈣鈦礦型光伏電池非常怕潮濕，如何封閉住材料對耐用性起到關鍵作用，此前一直是困擾企業的課題。

 

      積水化學的優勢是在液晶顯示器和汽車擋風玻璃的製造過程中鑽研出了封閉住薄膜材料的技術。以此為基礎，達到了實用化所需要的耐用性。目前已開始試製30釐米寬的光伏電池，將於2025年實現商業化。JR西日本已開始討論在爭取2025年全面開業的「UMEKITA（大阪）站」廣場安裝該型電池。積水化學還在開發1米寬電池的製造技術，預計將於2026年開始量産。

   

     

      此前與耐用性一樣成為課題的能量轉換效率也逐步獲得提高。2021年，東芝開發出了可均勻塗覆材料的制膜技術，約700平方釐米的試製品達到了15.1％的轉換效率。目標是2025年實現實用化。積水化學此次也在30釐米見方的電池上達到了15％的轉換效率。

  

      有的企業打算進一步提高能量轉換效率。Kaneka製作出了與矽基相結合的「串聯型」電池。可吸收更大波長範圍的光，1平方釐米的試製品實現了29％的轉換效率，達到矽電池同等以上的水準。

 

      雖然鈣鈦礦光伏電池是日本開發的技術，但在實用化方面，則是海外企業處於領先水準。2021年5月，波蘭初創企業Saule Technologies開設了工廠，此外，中國的大正微納科技2022年7月開始使用設置在江蘇省的年産能為10兆瓦（1兆瓦等於100萬瓦）的設備，面向智慧手機製造商等量産大尺寸面板。

   

      不過，日本以外的海外企業的生産規模還很小，幾乎沒有面向大眾的産品。因此只要日本企業能夠提高技術能力，量産出成本和性能出色的産品，就有取勝的機會。

 

      面臨的最大課題是産品的成品率。鈣鈦礦電池的發電薄膜容易出現缺陷。據稱，以積水化學的試製品為例，達到産品品質要求的比例不到1％。

 

      鈣鈦礦電池的製造成本有望降至矽電池的一半，但成品率是削減成本的絆腳石。以已經量産的大正微納科技的電池為例，目前的製造成本是矽電池的約3倍。為積水化學等的研究提供支援的日本新能源産業技術綜合開發機構提出的目標是，到2030年將鈣鈦礦電池的發電成本降至矽電池同等以下的水準。

  

      材料使用環境負荷較高的鉛也阻礙了鈣鈦礦電池的普及。源自京都大學的初創企業EneCoat Technologies（位於京都府久御山町）用錫來代替鉛，尋求減少鉛的用量。該公司首席科學官（CSO）若宮淳志充滿期待地表示，如果可以放心使用的話「也可以用於可穿在身上外出活動的可穿戴式電腦等」。但該公司將首先生産使用鉛、不含替代材料的類型，2024年開始量産30釐米見方的電池板。

      

  

      據富士經濟預測，鈣鈦礦型光伏電池的全球市場規模到2035年將達到7200億日元，增至2021年的約50倍。針對日本企業的前景，該公司的專家川合洋平指出「各企業能否長期維持量産和價格競爭所需的數十億日元以上的設備投資，將成為關鍵」。

 

      從現有的光伏電池和鋰離子電池來看，此前日本國內企業曾擁有較高全球份額，但投資規模更勝一籌的中韓企業擴大生産規模，降低成本，奪走了市場。因此日本企業需要避免重蹈覆轍的經營判斷。

  

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）三隅勇氣、矢尾隆行、北川舞、草鹽拓郎

  

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