面对中国光伏企业崛起 日本要“脱硅”

在光伏电池全球市场份额方面，中国企业迅速增长，日本企业的影响力日渐式微。要想重现往日辉煌，只有通过技术革新提高发电效率和降低生产成本。以光伏、光热两军进攻全球市场的行动已全面展开。

世界各国都在加速可再生能源的利用。

深蓝色的光伏电池板并排而列。如果提到太阳能光伏电池，可能很多人会想到这样的画面。但是，打破这一“常识”的新型太阳能光伏电池板已经面世。

乍一看，这是一扇像彩色玻璃一样有花纹的窗户。上方的照片其实是名为色素增感型太阳能光伏电池的新型太阳能光伏电池。其色彩之所以十分鲜艳，是因为正如其名所表示的那样，它可以利用色素使光能转换成电能。由于形状自由，因此还能制成可弯曲的光伏电池。

日本产官学三方正联手迅速推进以这种色素增感型光伏电池为代表的新一代太阳能光伏电池的研究开发。日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）等独立行政法人，东京大学、东京工业大学等大学，夏普、东芝等企业，将向实现低成本、提高发电效率发起挑战。

面对中国光伏企业的崛起，日本要做的是“脱硅”

日本之所以采取简直可称为“全国总动员”的体制来推进研究开发，是因为曾经独霸世界光伏电池市场的日本企业如今正逐步丧失影响力。

如果按企业来看光伏电池生产量，2005年，夏普、京瓷及三洋电机等日本企业名列前茅。然而，近几年来日本企业却一直屈居排名后位。取而代之的是已崛起的中国企业。

最大限度地利用较低的生产成本、通过迅速扩大生产量和并购（M&A）增强了影响力的中国光伏企业，如今已开始席卷全球市场。

“如果这种状况不改变，那么10年后光伏电池厂商可能会从日本消失吧……”

日本独立行政法人物质和材料研究机构（NIMS）的新一代太阳能光伏电池中心主任韩礼元表示了危机感。韩礼元是上海出生的中国人，是在夏普研究所从事了10多年太阳能光伏电池研究开发的专家。正因为站在能够客观分析现状的外国人立场上，所以他的话很有份量。

日本企业要想在太阳能光伏电池领域重新增强影响力，必须做些什么呢？关键是要通过技术革新改变“游戏规则”。

要通过降低生产成本、提高发电效率来拉开差距，则必须逐步向采用新的构造和原材料的新一代太阳能光伏电池转型。迄今太阳能光伏电池通常使用硅为原料，而现在日本产官学共同进行研发的是不使用硅的技术。

多彩并柔软可弯曲

目前在“脱硅”方面受到关注的技术大体可分为2种。1种是色素增感型太阳能光伏电池，另一种是有机薄膜型太阳能光伏电池。两者的最大特点是，都不使用像硅那样的高价材料，且无需真空、高温的大规模设备。也就是说，可相应地大幅降低生产成本。

色素增感型太阳能光伏电池的主要材料，是在化妆品和防晒用途方面也使用的氧化钛，和具有在吸收光后释放出电子的性质的有机色素。当电池受到光照后，吸附在负极的氧化钛上的色素便释放出电子。这些电子通过氧化钛，从透明电极流向外部。

氧化后释放出电子的色素通过电解液中的碘离子获取对面电极供给的电子，然后恢复到原来状态。这种通过电子流获得电能的机理，想像一下植物的光合作用就会容易理解。

不像以往的太阳能光伏电池那样是清一色的深蓝，通过改变色素可以制造出多彩的太阳能光伏电池，这是色素增感型太阳能光伏电池所独有的特点。就像索尼制成窗户的试制品那样，造型的自由度很高。

如果在基板中采用塑料原料，则可制造出既轻又可弯曲的太阳能光伏电池。“在窗户等建材以及农用塑料大棚方面的应用值得期待”，日本物质和材料研究机构的韩礼元主任这样说道。

不过，色素增感型太阳能光伏电池还存在着能源转换效率较低的弱点。以往采用硅材料的太阳能光伏电池的发电效率，以电池单元为单位超过了20%。而色素增感型太阳能光伏电池，即便是采用黑色色素的高效率型号产品，发电效率也只有不到10%。目前色素增感型太阳能光伏电池与以往的太阳能光伏电池将会按用途各自拥有市场。