​中国在可弯曲太阳能电池领域猛追

中国在可弯曲太阳能电池领域猛追

中国正在提升存在感

可弯曲的太阳能电池可以在大楼外墙发电 ( 日本电巧社 )

钙钛矿型太阳能电池可通过涂布类似涂料的材料而制造，预计制造成本仅为通过使硅晶体生长来制造的传统 " 硅型 " 的一半，重量可降至 1/10。这是日本桐荫横滨大学特聘教授宫坂力开发出来的，但中国在这一领域的存在感提升 ……

在轻便可弯曲低价的 " 钙钛矿型太阳能电池 " 的相关专利方面，中国正在提升存在感。

2021 年的申请数量为 70 项，达到日本的近 4 倍。按过去 20 年的累计来看，日本仍居于首位。

01

钙钛矿型太阳能电池可通过涂布类似涂料的材料而制造。预计制造成本仅为通过使硅晶体生长来制造的传统 " 硅型 " 的一半，重量可以降至十分之一。由于重量轻、可弯曲，如果安装在以往难以安装的建筑物等的墙壁和屋顶上，发电场所将扩大，可以创造新的市场。预计将在 2020 年代后期普及。

新闻社委托运营专利信息等的科睿唯安日本 ( Clarivate Analytics Japan、位于东京港区 ) ，对在 2 个国家以上申请的相关专利进行了调查。针对截至 2023 年 11 月 9 日公开的约 20 年的 1309 项专利，按国家、地区和组织进行了分析。

全球的申请数量在 2021 年达到 180 项，10 年里增至 45 倍。目前起拉动作用的是中国和韩国。

日本在年度申请数上截至 2019 年连续 5 年排在首位，但 2020 年被中国和韩国超越。2021 年中国的申请数为 70 项，大幅超过排在第二位的韩国 ( 39 项 ) 和日本 ( 19 项 ) 。

中国在有关钙钛矿型电池的学术论文数量上也明显超过其他国家。如果在着眼于产业化的专利申请方面保持这种势头，中国占据优势的可能性很高。按组织类别来看，宁德时代新能源科技 ( CATL ) 排在第 7 位。初创企业大正微纳科技于 2022 年 7 月开始在大型面板领域启动世界首次量产，在实用化方面走在前头。

02

开发出钙钛矿型电池的是日本桐荫横滨大学特聘教授宫坂力，日本企业在技术开发方面一直处于领先。按专利有效的过去 20 年的累计来看，日本依然位居首位。日本的累计申请数为 274 项，排在首位。与排名第二的美国一起，先于其他国家启动相关专利的申请。根据其他竞争企业的关注度等对专利竞争力进行评分的专利评分的合计分数也排在首位。

正在积累专利的企业在日本也很多。在各组织的排名中，松下控股 ( HD ) 和积水化学工业等 3 家企业进入前 10 名。松下控股的优势在于将光转换为电的世界最高水平的转换效率，将在 2028 年之前投放市场。松下控股的材料应用技术中心 1 部部长金子幸广表示，" 能够制造可在一定程度上透光、贴在窗户上的电池 "。

积水化学工业的优势在于耐久性。钙钛矿的晶体怕水和空气。认为在室外使用时变得重要，提高了晶体的耐久性和保护性密封材料的性能。2023 年开始在自有大楼的外墙等处进行验证试验，力争 2025 年实现商业化。东芝在用于大面积生产钙钛矿太阳能电池的涂布技术方面具有优势，力争 2025 年左右实现实用化。中国企业的量产产品以玻璃基板为主，而日本企业则在通过适合轻量化、柔软性高的薄膜基板提高耐久性的技术领域具有优势。

03

富士经济 3 月份发布的预测显示，2022 年为 320 亿日元的钙钛矿型电池的世界市场规模，到 2035 年将达到 1 万亿日元。

除了与建筑物的建材形成一体的类型外，预计与硅型电池重叠、提高发电效率的产品也将普及。预计到 2020 年代中期，中国和欧洲将正式开始量产。

钙钛矿型电池普及面临的技术课题主要有两个。首先是大型化会令太阳光转化为电能的效率下降这一点。由于很难在广大面积上均匀涂抹材料，效率降低数个百分点的情况很多。

第二是耐久性。当与空气和水接触后，添加到太阳能电池中的添加剂会吸收水分，太阳能电池将劣化，结果性能下降。即使用薄膜或玻璃加以密封，光和热也会劣化。产生电力的发电层的寿命约为 10 年，不到硅型的一半。必须采取开发新的密封材料来保护晶体等措施，以提高其耐久性。

与此同时，影响创新的核心技术也主要有两项。首先是在构成发电层的晶体结构上下功夫，提高转换效率和耐久性。第二点是开发在保持转换效率的前提下，在广大面积上以低廉成本涂布太阳能电池材料的技术。

日本企业在晶体结构相关的基础研究方面已取得多项专利，在均匀涂抹材料的技术方面目前也处于高水平。不过，今后中国的企业和研究机构有可能加速有关晶体结构和材料涂布的技术开发。

另一方面，中国的优势在于较早就为确立生产技术而行动起来。富士经济的专家川合洋平表示，" 即使量产初期成品率不佳，也可以通过反复试验进行改善 "，对中国的行动给予高度评价。

日本在硅型光伏领域也有过在技术上领先，但被成本竞争力更高的中国企业夺走全球市场份额的痛苦经历。川合表示 " 日本以专利和技术为武器与海外企业展开合作、将太阳能电池的制造交给海外也是一种手段 "。如何开拓即将形成的市场？战略制定很重要。