三十年前，日本的半导体产业占全球市场的近50%，但今天已跌破10%。日本如何利用在涉及新材料和新元素的基础研究方面处于领先地位的优势同时，加速可再生能源的普及，发挥最大潜力，在这一方面值得世界关注。

钙钛矿太阳能电池（PSCs）

钙钛矿是最具潜力光电材料之一，性能优异应用广泛。钙钛矿是一种分子通式为 ABX3 的晶体材料，呈八面体形状，光电转换效率高，钙钛矿材料由于其光吸收系数高、载流子迁移率大、合成方法简单等优点，被认为是下一代最具前景的光电材料之一。在光伏、LED 等领域应用广泛，钙钛矿光伏电池自 2009 年进入该领域以来，在效率和稳定性方面都取得了快速提升。钙钛矿太阳能电池（PSCs）是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代高效薄膜电池的代表，具有高效率、低成本、高柔性等优势。

日企将钙钛矿太阳能电池推向实用化

“钙钛矿型”太阳能电池在2021年9月启动全球首次量产。在欧洲和中国企业起步较早的全球背景下，日本国内企业将其推向实用化也取得进展。推进实用化的日企有积水化学工业，东芝，爱信（Aisin）以及EneCoat Technologies（京都府久御山町）。其中积水化学工业和东芝将在2025年以后启动量产，EneCoat Technologies（京都府久御山町）也准备在2024年开始量产电池板大小的产品。

薄膜型钙钛矿太阳能电池的使用发展尤其受到关注。因其重量轻且灵活的特质，可以安装在多种位置，例如建筑物的墙壁、承载能力较低的屋顶以及车身等曲面。除此之外，有望解决现有硅太阳能电池生产方面的问题，如镀膜连续生产等，无需稀有金属。有望加速可再生能源的普及，为实现碳中和做出巨大贡献。

日本企业将利用自身擅长的材料技术等，提高耐用性和发电转换效率，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创造新价值以及解决社会和管理问题，实现可持续发展的社会。为实现2025年的量产目标，2021年，东芝开发出了可均匀涂覆材料的制膜技术，约700平方厘米的试制产品达到了15.1％的转换效率。

发展钙钛矿太阳能电池，减少环境负荷

提高太阳能电池的效率会对经济产生巨大影响的同时，对于提供更实惠的清洁能源、加速太阳能的采用以及减轻气候变化的影响至关重要。目前，日企面临的课题还包括生产规模小，产品成品率低，减少环境负荷等问题。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（京都府久御山町）致力于钙钛矿太阳能电池材料的开发和模块的商业化。尝试用锡来代替铅，寻求减少铅的用量以减少生产带来的环境负荷。Enecoat Technologies 开发的钙钛矿太阳能电池（“Dokodemo Power Supply?”）不仅在晴朗的天气下，而且在多云的天空和室内照明等暗光下也表现出高发电能力。EneCoat Technologies（京都府久御山町）表示，采用低温镀膜工艺，各组成层为纳米级薄膜，制造成本低。利用湿法工艺适合大规模量产的特点，以保护环境和有效利用自然能源为目标，未来也会根据应用和规模推广生产。

应用场景待解锁

积水化学株式会社在2022年8月初宣布，决定在JR西日本“梅北（大阪）”车站提供并安装薄膜型钙钛矿太阳能电池，该宣布一文中提到这是该公司首次在公共设施中安装薄膜型钙钛矿太阳能电池，并希望借此实现JR西日本首个电力二氧化碳零排放站。

此外，在应用场景方面，新能源汽车的太阳能发电车顶也是钙钛矿电池有望进入的市场。目前钙钛矿电池正在加快产业化探索，单结钙钛矿电池百兆瓦级产线建设需求增加，单结钙钛矿电池参与者众多，2021年以来产业化进展加速。叠层电池目前多处于研发试验阶段。

展望

在效率及成本端均较晶硅类电池有优势，但主要缺点是寿命短。目前钙钛矿太阳能电池的T80寿命（效率下降到初始值的 80%）约 4000 小时，距当前主流光伏技术的25年寿命相差甚远。实现太阳能在全球范围内增长的关键是进一步提高效率以及使用寿命，降低成本。

钙钛矿电池发明者宫坂力（桐荫横滨大学特聘教授）在接受日本经济新闻采访时曾提到，要赢得今后的竞争，需要增加投入人力和资金，提升量产技术，提高产品品质，降低成本。 构筑叠层器件是进一步提升太阳能电池效率的最重要途径。 

原标题：利用钙钛矿型光伏电池打翻身仗​