随着日本大阪的夏季气温飙升至接近100华氏度，2025年世博会的工作人员正在穿着由钙钛矿太阳板供电的实用背心来抵御炎热。
员工实用背心在整个 2025 年世博会期间都在进行测试。(美国有线电视新闻网)
这款实用背心由丰田集团公司丰田合成(Toyoda Gosei)与太阳能电池初创公司 Enecoat Technologies 和纺织品制造商 Seiren 合作开发，配有超薄、灵活的太阳能电池板，每块重量不到 4 克，比一张纸还轻—以及电动颈部风扇，让穿着者保持凉爽。
这些太阳能“薄膜”不像安装在屋顶或太阳能发电场上的硅电池板，后者占当今太阳能市场的 98%。相反，它们由钙钛矿制成，钙钛矿是具有相同特征结构的晶体家族。
钙钛矿太阳能电池重量更轻，生产成本更低，并且可以调整以吸收更广泛的光，包括可见光和近红外光。它们甚至可以“在阴凉处、雨天和阴天”发电，“背心背后的丰田合成团队总监 Shinichiro Fuki 说。
钙钛矿太阳能电池板为移动电池组和个人颈部风扇供电。 (美国有线电视新闻网)
在实验室中，Enecoat 的太阳能薄膜实现了 21.2% 的效率，这意味着大约五分之一的太阳能被转化为电能。现在，它正在世博会的真实条件下进行测试。
该团队每天都在收集有关它如何响应不同气候条件的数据，例如太阳辐射和温度，以及它所连接的移动电池的性能，预计该电池将在 5 到 10 小时内充满电。
据 Fuki 称，该项目是将钙钛矿太阳能电池集成到可穿戴设备中的“世界首创”。“我们希望在没有太阳能就无法轻松获得电力的环境中工作的人们能够使用和佩戴它，”他补充道。
钙钛矿可以弱光发电钙钛矿可以在自然界中找到，也可以在实验室中制造，它们在太阳能电池中的应用于 2009 年首次由日本的研究人员证明。目前在实验室环境中，钙钛矿的功率转换效率已达到 26% 以上，与当今性能最好的硅太阳能电池板大致相同，但是硅太阳能电池几乎达到了效率极限。
钙钛矿的最大优势之一是它们能够“在室内或弱光环境中发电”，Enecoat Technologies 董事兼首席技术官 Tamotsu Horiuchi 说。“在室内时，将使用 LED、荧光灯或类似灯的光来发电，而不是阳光，”Horiuchi说。而且由于它们比硅电池板更灵活、更轻，“我们甚至可以在以前不可能的地方安装钙钛矿太阳能电池板，”他补充道，例如无法支撑硅太阳能电池板的屋顶，硅太阳能电池板的重量可能高达 50 磅(23 公斤)左右。
背心并不是世博会上钙钛矿太阳能电池的唯一展示：波兰公司 Saule Technologies 在“智能杆”中部署了弯曲的太阳能电池，为路灯、安全摄像头、数字标牌和无线充电供电;日本积水化学公司正在展示其一毫米厚的太阳能薄膜在活动总站的屋顶上;在松下集团展馆，夹在玻璃层之间的钙钛矿太阳能电池以增加耐用性，已被改造成艺术立面，以展示该技术的美学潜力。
“目前的硅太阳能电池板很难安装在我们的生活空间中，”2025 年大阪世博会松下展馆技术总监 Yoshiteru Hara 说。“我们需要在设计和发电效率之间取得平衡。”
松下集团展馆设想了与轻质钙钛矿太阳能电池板相结合的未来城市。(美国有线电视新闻网)
钙钛矿太阳能电池在2025年世博会上为这根“智能”杆子提供动力。(美国有线电视新闻网)
钙钛矿效率高、但短寿命
日本正在大力投资钙钛矿技术，以实现到 2040 年产生 20GW太阳能的雄心勃勃的目标，相当于大约 20 座典型核电站的发电量。日本是世界第二大碘生产国，碘是钙钛矿的关键成分，该国的山区地形限制了传统太阳能发电场的潜在发展，传统太阳能发电场需要大量平坦的土地。
然而，尽管有这些优点，但钙钛矿在暴露于热、湿气或紫外线时比硅降解得更快，在几年、几个月甚至几周内就会失去效率。
“现在每个人都在研究稳定性：与硅相比，这是钙钛矿唯一问题，”萨里大学先进技术研究所的研究后研究员 Hashini Perera 博士说，她在那里研究钙钛矿。Perera说，研究人员正在探索使钙钛矿更耐用的不同方法，例如添加“稳定剂”或将薄膜包裹在玻璃等保护层中，他最近的研究发现了一种可以将材料寿命延长十倍的方法。
钙钛矿的另一个挑战是它们含有有毒的铅。研究表明，如果损坏可能会带来环境风险，但 Perera 表示，铅泄漏的可能性非常低，特别是使用稳健的封装方法。
虽然仅使用钙钛矿的太阳能电池商业化之路可能还有很长的路要走，但它已经在改进现有电池板：去年，牛津大学物理系分拆出来的牛津光伏公司在美国推出了第一块商用硅基钙钛矿叠层电池板，比硅电池多提供 20% 的能量。“对于钙钛矿来说，这是向前迈出的一大步，”Perera说。
Enecoat 首席技术官 Horiuchi 表示，钙钛矿能够将能源生产带入城市地区，更靠近其使用地点，也将使未来的城市更加高效。
“使用现场产生的电力为建筑物本身供电更有效，”Horiuchi堀内说，并补充道：“服装也是如此，我认为最好的使用方式是在智能手表或智能手机上，我认为以这种方式发展它会很好。“
(消息来源：美国有线电视新闻网)
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/18/50006321.html
