經(jīng)歷了福島第一核電站的事故,人們對自然能源、尤其是對太陽能發(fā)電的期待越來越高。三菱化學于2011年4月宣布,該公司的作為有望成為“新一代太陽能電池”的“有機薄膜太陽能電池”的能源轉(zhuǎn)換效率達到了世界最高值——9.2%。
三菱化學的有機薄膜太陽能電池的特點是,可利用印刷技術進行高效生產(chǎn)。
在不久的將來,除了房頂外,或許還能利用房子的墻壁、房間的壁紙、窗簾、汽車的車身以及衣服等多種物品進行太陽能發(fā)電
目前,設置在家中房頂?shù)忍幍奶柲苊姘宕蠖酁闊o機類“結(jié)晶硅太陽能電池”。這類電池價格昂貴,因此遲遲未能普及開來。價格昂貴的主要原因在于原料使用了高純度硅。而且,日本全部依賴從中國進口,還存在資源風險的問題。最佳候選就是日本目前正在快速推進開發(fā)的有機類太陽能電池。
有機類太陽能電池物如其名,是以碳等有機物為材料的太陽能電池。目前大致可分為“色素增感型太陽能電池”和“有機薄膜太陽能電池”兩種。三菱化學研究開發(fā)的是后者。有機薄膜太陽能電池采用易于采購的原料,與以往的結(jié)晶硅太陽能電池相比,可大幅降低生產(chǎn)成本。另外,還具備薄型、輕量、可彎曲等特點,應用范圍廣泛,能夠加工成多種形狀。
如果能源轉(zhuǎn)換效率能達到10%,就可以決定實用化了。此次的成功讓三菱看到了在2012年實用化的希望。有機薄膜太陽能電池的真正價值并不在于能源轉(zhuǎn)換效率高,而在于可采用印刷技術的制造方法
此前,有機薄膜太陽能電池的制造方法一般采用“真空蒸鍍法”。真空蒸鍍法需要大型制造裝置,因此存在生產(chǎn)成本高,而且難以實現(xiàn)大面積化的缺點。而三菱化學開發(fā)的產(chǎn)品可印刷在薄膜基板等上簡單制造。因此,采用相對較小的制造裝置即可,還能進行大量生產(chǎn),可輕松實現(xiàn)大面積化。
開發(fā)成功后,三菱化學于2008年4月將有機薄膜太陽能電池定位為公司的“7大扶植業(yè)務”之一。之后,開始全面致力于有機薄膜太陽能電池的實用化進程。通過改良有機半導體材料和改進光學設計,穩(wěn)步提高了能源轉(zhuǎn)換效率。2011年4月,實現(xiàn)了9.2%的能源轉(zhuǎn)換效率。
今后,三菱化學計劃進一步提高四苯并卟啉的制造技術,以吸收更大波長范圍的光,從而進一步提高能源轉(zhuǎn)換效率。另外,還將改良富勒烯衍生物、開發(fā)元件技術、確立采用在薄膜基板上涂布有機半導體材料后加熱的“連續(xù)涂布(卷對卷)制膜工藝”的制造方法、擴充制造工廠等,力爭2012年實現(xiàn)實用化。產(chǎn)品壽命目前為10年以上,完全可以實現(xiàn)實用化。