据海外媒体报道,夏普(Sharp Corp.)已开始研发染料敏化太阳能电池(DSSC),希望第2世代的太阳能电池能大幅降低生产成本,并助公司在充满竞争的市场上取得先机。
这项研究主要在 Sharp结晶太阳电池事业部(Advanced Energy Technologies Laboratories) 进行,该事业部位于奈良县葛城市,该公司预计在2020年左右,将该产品商业化推出。
据该公司研发一部的Ryosuke Yamanaka表示,高光电转换效率的雏型电池,大多为深绿色,因为这是最适合吸收太阳光的颜色,同时也较不会产生颜色不均的现象。
通常用于油漆之类的有机染料,含有金属复合体,一接收到太阳光,便会释出电子。利用这项特点,将染料与电解液置放在导电板两侧,可从中产生电力。制造的原理很简单,但是要选择何种染料与电解液作结合,却令人伤透脑筋,因为光电转换效率的好坏,与选材的关系密切,研究人员必须反复测试不同材料的组合,以求提高光电转换效率。
受到日本新能源产业科技发展组织(NEDO)的委托, Sharp希望在2009年会计年度结束前,将每 900平方公分的DSSC光电转换效率提高8%。去年该公司成功制造出每25平方公尺光电转换效率达8.2%的DSSC,目前为全球该尺寸最高光电转换率的DSSC。
Sharp 研发一部总经理 Hiroyuki Katayama表示:“我们目标是将转换率提高超过 10%,推出商业化的DSSC。”因为目前主流的单晶硅太阳能电池,其模块光电转换效率已达约15%。
为与全球太阳能电池的主流市场抗衡,Sharp 计划于明年春天,在大阪堺市开厂生产薄膜太阳能电池。目前该种太阳能电池可产生1kwh的电力,约需成本45日元,约比目前家用电费贵1倍。
Sharp 计划首先以薄膜模块将成本降一半,在2020年前,使成本降为14日元,至2030年降为 7日元。为了实现这些长程目标,Katayama表示:“关键在于能否研发出染料感光的模块。”
因为DSSC不像单晶硅太阳能电池,必须使用真空设备,所以使用DSSC可望大幅降低资本投资。然而,这项低成本的次世代模块也不是全然没有问题。由于DSSC使用有机染料,其质量容易恶化,耐久性受到很大挑战,但太阳能电池必须在各种天气状况下,使用至少30年。
Katayama表示:“一旦光电转换率提高后,我们将重心转为改善耐久性,以及使制造成本商业化。”