日本控股(日本 Holdings)和美國科納卡技術(Konarka Technologies)宣布,雙方已經就從2010年4月開始的有機薄膜太陽能電池的共同開發、生產及銷售事宜,簽署了一攬子業務及資本合作協議。雙方的計劃是在完成共同開發后,如果在2012年度判斷認為有業務可行性的話,將在日本成立兩公司的合資公司,推進有機薄膜太陽能電池的量產。資本方面,日本將向科納卡出資2000萬美元。
有機薄膜太陽能電池是一種通過有機半導體材料進行pn接合或是構成pin接合,然后將電力轉換為光的太陽能電池。特點是厚度薄、重量輕、可彎曲、顏色的選擇自由度較高,以及可通過卷對卷方式制造,因此有望大幅降低制造成本等。不過也存在很多課題。科納卡已經實現了有機薄膜太陽能電池的產品化,不過模塊轉換效率僅為“3~4%”(科納卡執行主席兼創始人Howard R.Berke),低于現有的各種太陽能電池。另外,還存在壽命較短等課題。
此次的共同開發,“以實現10%的模塊轉換效率和10年壽命為目標”(日本的代表執行社長松崎正年)。兩公司的計劃是如果能夠在2012年度之前達成目標的話,將設立合資公司,從2013年前后開始量產,以亞洲為中心擴大銷路。松崎表示,“計劃在(從開始制造的)5年內實現500億日元的規模”。
日本已經與美國通用電氣(General Electric)就有機EL照明產品的開發展開了合作(參閱本站報道)。此次下定決心開發有機薄膜太陽能電池的原因是“(有機薄膜太陽能電池)有望與有機EL照明產品形成協同效應”(松崎)。具體是指日本的核心技術(1)對水和氧具有高阻隔性的薄膜技術,(2)在各種光學類業務中積累的“光管理技術”(松崎),(3)在膠卷業務中積累的卷對卷式涂布技術,以及(4)各種有機材料的開發技術,將在有機EL照明產品和有機薄膜太陽能電池兩個方面發揮優勢。
另一方面,目前備受關注的非硅類太陽能電池是化合物太陽能電池中的CdTe類和CIGS類(參閱本站報道)。不過,日本的松崎認為,采用這種化合物材料的太陽能電池只不過是曇花一現。松崎還指出,“化合物材料曾經有一段時間被用作復印機的感光體等。不過,在具有毒性以及性能不穩定等問題上存在課題,被非晶硅和有機光導體(OPC)取代了。估計在太陽能電池領域也會出現同樣的情況”。
2010年內實現10%的單元轉換效率是試金石
兩公司制定的在2012年度之前的目標性能中,關于壽命問題已經有了眉目。科納卡的Berke表示,“僅憑借在封裝中采用日本的高阻隔性薄膜這一項措施,便可將原來為5年的室外使用壽命提高至10年以上”。
另外,轉換效率目標的實現存在較大障礙。目前,許多廠商和研究機構都積極致力于有機薄膜太陽能電池的開發,轉換效率還在持續提高。在已經公布的產品中,美國Solarmer Energy的7.9%單元轉換效率名列第一,其它多家公司也已經達到了7%以上。而且,這些公司中的大多數認為可以在2010年內實現10%的單元轉換效率。
科納卡也是其中之一。科納卡的Berke表示,“研究機構已經獲得了7%的單元轉換效率。在2010年底將可以實現9~10%的單元轉換效率和5%的模塊轉換效率”