积水化学将量产钙钛矿电池,中国领跑相关研究

积水化学将量产钙钛矿电池,中国领跑相关研究

积水化学工业开发的钙钛矿型光伏电池

中国企业在钙钛矿电池量产方面处于领先,与主流的硅光伏电池板相比,钙钛矿电池的重量轻,只有前者的十分之一,并且容易弯折。缺点是怕水,耐久性差,但积水化学将发挥其耐久性方面的强项……

日本积水化学工业将在2030年之前实现新一代“钙钛矿型”光伏电池的量产。关于这种可折叠和弯曲的电池,中国企业在量产方面处于领先,但积水化学将发挥其耐久性方面的强项,开拓室外用途需求,追赶中国企业。

与主流的硅光伏电池板相比,钙钛矿电池的重量轻,只有前者的十分之一,并且容易弯折。缺点是怕水,耐久性差,目前只应用在智能手机等小部分用途。积水化学将利用液晶封装材料等技术,通过精心设计来避免液体和气体进入到内部。已经实现10年左右的耐久性。

积水化学将投资100亿日元以上新建制造设备,在2030年之前实现年产数十万平方米钙钛矿光伏电池。发电量达到数十万亿瓦。生产方式采用将结晶膜涂布到薄膜上卷成筒状进行连续生产。

目前已经在30厘米宽的薄膜上实现了15%的能量转换效率。暂时不及硅型20%以上的效率,但可以通过技术开发进一步提高转换率。正按效率更佳的1米宽度进行生产准备,同时还能提升成本竞争力。

在光伏电池板领域,日本企业曾在硅电池的开发及应用方面处于领先,但由于中国企业的攻势而纷纷退出。为避免出现类似结局,日本政府4月开始支持钙钛矿光伏电池的普及,通过积极在公共设施布设等,不断创造需求,并为量产技术开发及完善生产体制提供支持。

日本政府对钙钛矿型电池的技术扶持也有稳定能源供应的背景。作为主要原料的碘,日本拥有全球第二的市场份额,很容易从国内采购,即便是供应链中断也可应对。积水化学有可能因政府的扶持政策而增加产量。

日本有大量山区,适合传统光伏电池布设的地点少,钙钛矿可以说具有更宽广的市场前景。根据富士经济的预测,全球钙钛矿型光伏电池的市场规模到2035年将达到1万亿日元。

中国在钙钛矿电池研究领域领跑

在新一代光伏电池“钙钛矿型”的研究领域,中国的存在感日渐增强。分析学术论文发现,2019年以后中国相关论文数量占到前10个国家总量的3成,排在第一名。

钙钛矿型光伏电池的特点是运用薄膜材料,可以弯曲。能够设置在建筑物的墙壁及纯电动汽车(EV)的屋顶等物体上。2009年,日本的大学教授等开发出来以后,钙钛矿型光伏电池备受关注,占到海外光伏电池研究的8成。

积水化学将量产钙钛矿电池,中国领跑相关研究

钙钛矿光伏电池(照片由京都大学提供)

从事数据解析服务的日本FRONTEO公司调查了从2010年到2022年3月发表的超过3.8万篇钙钛矿型相关国际论文。结果发现,尽管这是日本开发出的新兴技术领域,在基础研究上领先的也是中国。

分析作者所属机构很可能没有变更的论文,发现2019年以后的中国论文数量超过5500篇,占到前10国总量的3成。远远甩开第二名美国(约3400项)和第三名韩国(约1460项)。日本的论文数约是820篇。

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主要的研究主题是提高耐用性及材料的利用方法等实用化相关技术课题。FRONTEO的董事山本麻理指出,“日本的基础研究能力相对下滑的问题令人担忧”。

由于传统的光伏电池面板基本是中国制造的,日本政府从脱碳和能源安全保障出发,力争通过新一代光伏电池国产化,摆脱对中国的依赖。不过,在论文数量方面,中国2014年反超美国,之后差距逐年拉开。

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