三菱“印刷”太阳能电池 可做衣服可发电

三菱印刷

  2011年4月,日本三菱化学公司宣布,作为新一代太阳能电池有待实现实用化的“有机薄膜太阳能电池”实现了9.2%的能源转换效率,达到全球最高值。

  该公司有机薄膜太阳能电池的特点在于,可利用印刷技术进行高效率生产。或许在不久的将来,便可通过房间壁纸、窗帘、汽车车身及衣服等进行光伏发电。

  “在不久的将来,除了屋顶之外,或许能够通过家中的墙面、房间壁纸、窗帘、汽车车身和衣服等许多东西进行光伏发电”,三菱化学执行董事、有机薄膜太阳能电池(OPV)事业推进室室长星岛时太郎这样说道。

  能源转换效率为9.2%

  以福岛第一核电站事故为契机,人们对自然能源特别是光伏发电的期待日益高涨。在这种情况下,2011年4月,三菱化学宣布,作为“新一代太阳能电池”有待实现实用化的“有机薄膜太阳能电池”实现了9.2%的能源转换效率,达到全球最高值。

  星岛介绍说:“该消息也出现在了美国的《科学)》 杂志上。能够将能源转换效率从此前的最高值8%左右一举提高1%,海外研究人员对此也非常吃惊。”

  目前设置于家中屋顶上的太阳能电池板大多是无机类“结晶硅太阳能电池”。由于价格较高,因此普及进展较慢。其中最大的原因在于原料要使用高纯度硅。而且,日本目前在硅的采购方面全部需要从中国进口,面临资源外交风险这一课题。

  因此亟需开发使用低价格、资源外交风险低原料的新一代太阳能电池。目前,作为其主流,全球各国都在快速推进有机类太阳能电池的研发。

  轻薄可弯曲

  有机类太阳能电池正如其名字一样,是指以碳等有机物为材料制成的太阳能电池。现在大体分为“色素增感型太阳能电池”及“有机薄膜太阳能电池”两种。 三菱化学目前正在推进研发的是后者。特别是有机薄膜太阳能电池,使用易于采购的原料,与原来的结晶硅太阳能电池相比,可降低生产成本。而且,因为具备轻薄可弯曲等特点,所以应用范围较广,可根据多种设计进行加工。

  有机类太阳能电池方面,作为主要原料的有机物掌握着提高性能的关键。因此,近几年来,为了将自己公司多年积累的材料相关知识及技术应用于太阳能电池,住友化学、三井化学、东丽和东洋纺等材料厂商相继涉足该市场。三菱化学也是其中之一。

  以前的课题是能源转换效率仅为5%左右,产品寿命较短。因此,为了进一步提高能源转换效率、延长产品寿命,许多企业和研究机构展开了激烈竞争。在这种情况下,三菱化学发布了“能源转换效率实现9.2%”的试制品。

  星岛称:“如果能够将能源转换效率提高到10%,就能下决心投入实用。通过此次的成功,预计能够在2012年实现实用化。”

  星岛又补充道:“不过,本公司有机薄膜太阳能电池的真正价值并不在于能源转换效率较高,而是在于可利用印刷技术的制造方法。”

  可在薄膜基板上印刷制造

  此前作为有机薄膜太阳能电池的制造方法,一般采用的是“真空蒸镀法”。真空蒸镀法的缺点在于,由于需要大型制造装置,因此生产成本较高,而且难以实现较大的面积。

  相对于此,三菱化学开发的产品可通过在薄膜基板等上进行印刷,简单地制造出来。因此,制造装置比较小,可进行大量生产。也易于实现较大的面积。

  这样一来,就连“通过房间壁纸及窗帘进行发电”等也开始带有现实意味。

连续涂布(卷对卷)制膜工艺介绍

  使采用印刷技术的制造方法成为可能的,是该三菱化学开发的有机半导体材料。

  有机薄膜太阳能电池需要使用两种有机半导体材料。一种是受到光的照射会释放出电子的“p型有机半导体”。另一种是可获取电子并传输给电极的“n型有机半导体”。

[时间:2012-07-05  来源:OFweek太阳能光伏网]

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