日本東京大學尖端科學技術研究中心教授瀨川浩司的研發小組及其合作廠商，用色素增感型太陽能電池（DSSC：dye-sensitized solar cell）、LED及鎳氫充電電池，製做了100盞便攜燈，並從2011年5月起在東日本大地震災區的兩個地點發放使用。「DSSC在日本量產，並在社會中發揮作用此為首次」（東大特聘副教授內田聰）。
此次製做的便攜燈是將瀨川研究室的合作研究夥伴廠商自主開發的手掌大小色素增感型太陽能電池板、用手按壓發光部即可點亮的市售LED燈以及蓄電池（圖1）相組合製成的。蓄電池使用兩節5號鎳氫充電電池。電池無需更換，只需白天照射陽光，色素增感型太陽能電池即可將蓄電池充滿，「可以使LED連續點亮約20個小時」（瀨川）。
| 圖1：東京大學瀨川研究室與合作廠商開發的便攜燈。因為剛剛回收，還留有損傷和汙漬。攝影：《日經電子》 |
地震後1個月內製做了100盞
瀨川研究室的成員內田的家鄉在日本的東北地區，在地震剛過的2011年3月14日，瀨川就提出了「能不能用色素增感型太陽能電池為災區做點什麼」的建議。合作廠商也積極響應，隨即開始了便攜燈的開發。便攜燈在約1個月的時間內製成了100盞，於5月3日運往災區免費發放使用。
發放便攜燈的地點是海嘯受災嚴重的宮城縣仙臺市若林區和石卷市的兩處避難所。每處各為50臺。「發放地點是有200人左右的避難所，考慮到發放使用後的維護，通過現場視察，選擇了通車的地方」（內田）。
直到發放之前，內田心中都在擔心「這盞燈能有多大的用處」。但這不過是杞人憂天，便攜燈給當地的人們帶來的喜悅大大超出了內田的預料。
在發放之時，因為避難所大多是學校的體育館，所以夜間照明一直令災民頭痛。如果不打開天花板的照明，室內就漆黑一片舉步艱難，但開燈，則會一片燈火通明，把已經睡著的人驚醒。晚上一有人上廁所就會打開天花板的照明，避難者無法難得到充分休息。而且，因為廁所是在避難所外面臨時設置，踏出避難所又是漆黑一片。所以只能摸黑前往。臨時廁所裡也沒有燈。
有了便攜燈之後，這些問題迎刃而解。避難所裡天花板的照明可不再頻繁地開關，通往臨時廁所的通道和廁所裡則亮起了燈光（圖2，圖3，圖4）。這實在令災民感到高興。「作為一種生活必需品，災民們選出了專人來負責日常的管理和白天的充電工作」（內田）。
| 圖2：在避難所充電時的情形（攝影：內田） | |
| 圖3：在避難所點亮時的情形（攝影：內田） | |
| 圖4：還作為防止夜間碰撞的應急燈使用（攝影：內田） | |
隨著若林區的避難所在7月初關閉，內田等人回收了發放的便攜燈。從發放到回收，使用的時間大約是2個月。而石卷市的避難所至今仍在使用這種小型燈。
實用化就在眼前的色素增感型太陽能電池
太陽能電池之所以使用色素增感型太陽能電池，首先是因為這種電池是瀨川研究室的研究課題，而且在技術上也比較適合此次的用途。具體來說，（1）色素增感型太陽能電池與其他眾多太陽能電池不同，輸出電壓不易受光量增減的影響，（2）因為輸出電壓的變化小，所以為蓄電池充電時無需升壓電路，可以簡化電路設計。
一般來說，矽類等利用半導體PN結的太陽能電池在照射大光量的強光時，會高密度產生電子等帶電粒子，使得效率增加，因此也常用於集光式太陽能電池。另一方面，在照射弱光時，因為輸出電壓本身降低，如果沒有電荷泵等升壓電路，產生的電力就難以利用。
與之相比，色素增感型太陽能電池的輸出電壓不太依賴於光量，即使是在光量小的陰天，也能產生的電力。此次的便攜燈沒有使用升壓電路，而只是採用了關燈後隨即開始充電的簡單電路。「即使是陰天，只要白天一直在充電，電力也足夠使用一個晚上」（瀨川）。
此前困擾色素增感型太陽能電池的課題其解決也有了眉目。其中之一便是耐久性的問題。色素增感型太陽能電池容易發生漏液，這對於重視耐久性的太陽能電池是致命缺點。但在最近，湧現出很多高耐久性的試製品，耐久性加速試驗證實，其中某些甚至有望在室外使用15年以上。「此次的小型燈同樣耐用，在災區使用的2個月內，色素增感型太陽能電池也完全沒有出現故障」（瀨川）。倒是有2例LED部分的故障。
另一個課題是轉換效率。對於色素增感型太陽能電池，微小單元轉換效率的優異數據雖然高達12％以上。但具有一定面積的模塊的轉換效率卻一直很低，1～2％甚至更低的情況也為數不少。不過，此次小型燈使用的DSSC電池板的轉換效率「雖未詳細測定，但應該有5～8％」。
而且，瀨川研究室最近自主開發出了新色素，該色素可以利用傳統色素幾乎無法利用的波長在800nm以上的紅外區域的光。並已確認了利用這種色素的串聯單元的轉換效率達到了11.3％。據稱，今後通過優化電流和電壓，轉換效率還有望進一步提高。
順便一提，雖然相關人士對開發的便攜燈持有「上市後很可能暢銷」的看法。但開發廠商目前還沒有這個打算。即便如此，此次便攜燈在災區所發揮的效用則確實令研究開發相關人士信心大增。（記者：野澤哲生）