从中国留学者到日本创业者,推动钙钛矿太阳能电池在冲绳的商业化

科技   2024-11-12 11:07   日本  


在建筑物的窗户玻璃部分安装并进行实证实验的玻璃型钙钛矿太阳能电池。产品尺寸为1200×600mm,设置了透光度为20%和40%的两种产品

在东京赤坂的一栋办公大楼中,通过大楼的玻璃窗及内部的自行车停放处,进行着新一代太阳能电池“钙钛矿太阳能电池”的实证实验。该实验由从事进口销售的moribeni公司(总部位于那霸市,社长中村英树)主导。实验中使用的是中国制造商生产的玻璃基板电池产品,旨在验证其在城市中心建筑垂直面上的发电量等性能。moribeni已在日本国内对该产品进行试销,并计划通过实证实验积累性能数据,以推动正式销售。同时,该公司展望未来在日本建立自有制造基地,作为制造商进行供货。

moribeni与中国初创企业极电光能(Ultimlight)达成了业务合作,目前代理其玻璃型钙钛矿太阳能电池产品。该产品尺寸为1200×600毫米,能源转换效率约为15%,使用寿命超过10年,单价为3.9万日元(含消费税)。极电光能在中国江苏省无锡市的2400×1200毫米产品生产线已于11月投产,并预计今后销售更大尺寸、性能更高的产品。


玻璃型钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池具有在阴天或清晨等低光照环境下也能发电的特性。“实证实验中已确认了其在雨天的发电性能。若转换效率能提高至20%左右,每日的发电量将超过(现有的)硅太阳能电池。”(中村社长)充满信心地表示。公司希望凭借这一特性,在建材一体化太阳能电池(BIPV)等应用领域推广产品。

moribeni社长中村英树出生于中国,曾在冲绳县琉球大学留学,并获得日本国籍。2010年他在冲绳县那霸市创立了开发和销售LED照明的公司,为当地经济做出了贡献。他回忆道:“冲绳作为旅游城市,产业不多。我想在这个我因留学而喜爱的冲绳建立产业。”此外,冲绳每年因台风而受灾严重。为了应对此问题,他于2022年开发了一种无需电力公司供电、可作为停电时避难所使用的发电设备配备型集装箱房屋。他将目光投向钙钛矿太阳能电池这一技术,认为在台风到来时的阴雨环境中也可期待其发电性能。

此后,他与包括极电光能在内的三家中国钙钛矿太阳能电池制造商签订了业务合作协议。极电光能是其中率先实现量产的公司,moribeni已在日本国内建立了销售渠道,并于4月开始试销其产品。同时,与另一家合作的中国制造商共同投资,正在研发使用薄膜基板的产品。中村社长表示:“薄膜型产品薄且可弯曲,便于运输及在现有建筑物上的安装。”他补充道:“若通过实证实验证明无劣化等问题,未来将考虑在日本国内建立薄膜型产品的生产基地,作为冲绳制造商将产品销往全球。”

“薄膜型有可能使日本成为世界领先者。”

moribeni的中村社长对钙钛矿太阳电池在中国的研究与开发现状非常了解。他就中国与日本在这一领域的现状进行了对比,并分享了自己的看法。

-中国钙钛矿太阳电池的研究开发现状如何?

目前,有几十家公司正在致力于钙钛矿太阳电池的研究与开发,其中在玻璃型产品方面,已经建立了量产体制。例如,Utomolight公司年产1GW的工厂将在2024年内投入使用。此外,各家公司研发的产品转换效率正在不断提高。目前,1200×600mm的实用尺寸产品已经能够稳定生产,转换效率约为18%。虽然生产还不完全稳定,但也有产品的转换效率突破了20%。此外,地方政府,如市政府和省政府,积极支持相关企业,提供土地供企业建设制造基地,甚至提供免费的土地使用权,并且投资也非常活跃。

-为什么支援和投资如此积极?

太阳电池不仅在中国国内具有广阔的市场,在全球范围内也被视为一个有前景的产业。而在这一产业中,钙钛矿太阳电池相比硅太阳电池,制造难度较低,投资风险也相对较小。生产硅太阳电池需要在矿山或高温环境中制造硅晶圆,必须构建多个合作体系。而钙钛矿太阳电池则只需准备好相关设备和原材料,一家工厂即可进行生产。钙钛矿太阳电池的生产投资约为硅太阳电池的五分之一。

-您如何看待日本的现状?

我认为日本企业在高技术和专业知识方面具有优势,但在制造支持和投资方面似乎过于谨慎。新技术的产业化确实需要积极的支持。此外,我期待更多的中小企业能够加入到这一领域。日本的中小企业具备优秀的制造技术,其中不少企业拥有可用于钙钛矿太阳电池生产的印刷技术和经验。如果中小企业的参与增加,日本的钙钛矿太阳电池产业将会更加强大。

就我个人而言,我认为薄膜型钙钛矿太阳电池有足够的潜力让日本成为世界领先者。中国在量产方面领先,但那是玻璃型产品。薄膜加工难度非常大,但日本在处理薄膜方面拥有丰富的技术和经验,并且拥有先进的印刷技术。例如,即使中国投入大量资金进行研究,也无法在1-2年内积累足够的经验。日本政府似乎正在加大对薄膜型产品的支持,我对此政策表示赞同。

然而,我认为仍然应该继续推进玻璃型钙钛矿太阳电池的研究与开发。玻璃型太阳电池的需求不可能完全被薄膜型产品取代。此外,钙钛矿太阳电池性能提升的方向之一是开发双层钙钛矿电池(不同波长的光吸收层),并将其层叠以提高效率。这一挑战首先应在更容易加工的玻璃型产品上展开。

-日本政府在钙钛矿太阳电池产业化方面,已将中国产品视为竞争对手。您怎么看待这种态度?

我理解各国有其政策和立场。不过,消费者更关注的是性价比高的好产品。我认为即使是中国的产品,如果真的是优秀的,完全不应排斥。相反,应当吸收其优点,并将其经验融入到日本的研究与开发中,这样对日本的产业发展将会有更大的帮助。


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