随着可持续发展观念在世界各国不断深入人心，全球太阳能开发利用规模迅速扩大，各种太阳能关联的产品层出不穷，下面就为大家介绍几款日本的新型太阳能电池。

01

东芝“弯曲”太阳能电池

完成全球最高转换效率

东芝宣布，作为新能源与产业技术开发组织（NEDO）的一部分，已开发出模块面积为703平方厘米、能量转换效率为11.7%的薄膜型钙钛矿太阳能电池模块。据说此电池是目前世界上最大的薄膜型钙钛矿太阳能电池。


目前，主流的晶硅太阳能电池由于重量和形状的原因，安装位置有限。薄膜型钙钛矿太阳能电池具有柔韧性好、重量轻等特点，可以安装在过去无法安装的低承载能力的建筑物中，以及ZEB（净零能耗建筑）和ZEH（净零）等各种安装形式，例如安装在墙上，从而实现零能耗房屋。另外，作为下一代太阳能电池，由于材料廉价，可以通过涂布印刷形成，并且可以达到低成本制造，因此受到关注。

另一方面，虽然小面积电池（0.09 cm2）的能量转换效率已被证明为22.7%，接近晶体硅太阳能电池的能量转换效率，但难以形成更大面积的均匀薄膜。


在这种情况下，除了使用弯液面（由间隙中的液体表面形成的曲面）的“弯液面涂层技术”之外，东芝还开发了新的制造工艺，具体而言，通过开发大面积涂布工艺和设计油墨组合物，控制碘化铅和碘化甲基铵在基材上的反应。实现了大面积和高效率。

此外，通过控制涂覆时的工艺和优化钙钛矿晶体生长条件，成功地提高了大面积的面内膜均匀性和晶体膜质量均匀性。结果，即使是703 cm2也获得了11.7%的转换效率，接近实用模块（900 cm2），离实用更近了一步。

未来，以实现实用的模块尺寸为目标，将进一步开发技术并扩大面积。此外，通过改进钙钛矿层的材料，东芝公司计划努力实现与晶体硅太阳能电池相当的高效率。

02

东京大学研发可洗太阳能电池

实现衣服的“电源”化

理化学研究所（RIKEN）、日本科学技术振兴机构（JST）和东京大学的联合研究小组宣布，他们已成功开发出一种可水洗且具有弹性和防水性的超薄有机太阳能电池。有望成为可穿戴设备和具有新功能的纺织品的稳定电源。


联合研究小组使用由RIKEN 新兴分子功能研究小组于 2012 年开发的新型半导体聚合物“PNTz4T”，使用厚度约为 1微米的聚合物材料制造出具有倒置结构的有机太阳能电池。在特定的聚对二甲苯基材上制造。这种超薄有机太阳能电池的短路电流密度 (JSC) 为16.2mA/cm2，开路电压 (VOC) 为 0.71V，在模拟阳光照射下以 100mW/cm2 的输出功率填充从玻璃支撑基板上剥离，实现了 69% 的因数和 7.9% 的能量转换效率。

与目前报道的高柔性有机太阳能电池的效率 4.2% 相比，据说效率将提高近两倍。此外，确认该装置即使被粉碎至约50%也可稳定驱动，并且具有极高的机械柔性。

还发现生产的超薄有机太阳能电池具有很高的耐水性，即使在水中浸泡5分钟后，能量转换效率也几乎没有下降。此外，即使设备表面被黑色水性笔弄脏，如果将设备表面浸入清洁剂溶液中或搅拌去除设备表面，也不会发生能量转换，不会导致设备性能下降。据说使效率可以恢复到初始值。

此外，还开发了一种密封技术，通过将厚度为 3 微米的超薄有机太阳能电池夹在预先从两个方向拉出的两块橡胶之间，实现了弹性和防水性。非橡胶密封装置在水中浸泡120分钟后，能量转换效率比初始值下降约20%，而橡胶密封装置的能量转换效率仅下降5%。此外，即使其上有水滴反复膨胀和收缩约50%，能量转换效率也能保持初始值的80%。

03

透明有机薄膜太阳能电池

实现“发电之窗”

Ito Denshi Kogyo 在“第一届高性能住宅设备博览会”（2016 年 12 月 14 日至 16 日，东京国际展览中心）上展出了使用正在开发的有机薄膜太阳能电池的“智能发电窗口”。

该公司正在与山形大学等合作进行有机薄膜太阳能电池的研究和开发。其特点之一是通过使用特殊的透明材料作为阳极，实现了几乎透明的有机薄膜太阳能电池。智能发电窗利用了这一功能，旨在成为一个可以看到外面风景的“发电窗”。


智能发电窗采用96片50毫米见方的有机薄膜太阳能电池。有机薄膜太阳能电池夹在透明的亚克力板之间，该板贴在建筑物的内部。由于它可以阻挡紫外线和红外线，因此还具有防止室内家具因阳光照射而褪色的效果。

目前，该智能发电窗口已作为山形县米泽市山形大学开设的有机电子示范设施“智能未来之家”的窗口进行了演示，该公司正在继续验证发电量。到目前为止，据说它平均每天产生约 3Wh/小时的电力。

开发的有机薄膜太阳能电池的发电效率最高约为3.5%，透明型约为2%。虽然发电量不大，但据说未来会继续提升。目前，有机薄膜太阳能电池的商业化时机尚未确定，但利用其薄型、低成本和透明性的优势，正在考虑未来与建筑材料制造商合作进行商业化。此外，该公司正在开发可应用于柔性曲面的有机薄膜太阳能电池，并计划扩大太阳能电池的应用范围。 

原标题：日本那些让人眼前一亮的太阳能电池黑科技