據海外媒體報導,夏普(Sharp Corp.)已開始研發染料敏化太陽能電池(DSSC),希望第2世代的太陽能電池能大幅降低生產成本,並助公司在充滿競爭的市場上取得先機。
這項研究主要在 Sharp結晶太陽電池事業部(Advanced Energy Technologies Laboratories) 進行,該事業部位於奈良縣葛城市,該公司預計在2020年左右,將該產品商業化推出。
據該公司研發一部的Ryosuke Yamanaka表示,高光電轉換效率的雛型電池,大多為深綠色,因為這是最適合吸收太陽光的顏色,同時也較不會產生顏色不均的現象。
通常用於油漆之類的有機染料,含有金屬複合體,一接收到太陽光,便會釋出電子。利用這項特點,將染料與電解液置放在導電板兩側,可從中產生電力。製造的原理很簡單,但是要選擇何種染料與電解液作結合,卻令人傷透腦筋,因為光電轉換效率的好壞,與選材的關係密切,研究人員必須反覆測試不同材料的組合,以求提高光電轉換效率。
受到日本新能源產業科技發展組織(NEDO)的委託, Sharp希望在2009年會計年度結束前,將每 900平方公分的DSSC光電轉換效率提高8%。去年該公司成功製造出每25平方公尺光電轉換效率達8.2%的DSSC,目前為全球該尺寸最高光電轉換率的DSSC。
Sharp 研發一部總經理 Hiroyuki Katayama表示:「我們目標是將轉換率提高超過 10%,推出商業化的DSSC。」因為目前主流的單晶矽太陽能電池,其模塊光電轉換效率已達約15%。
為與全球太陽能電池的主流市場抗衡,Sharp 計劃於明年春天,在大阪堺市開廠生產薄膜太陽能電池。目前該種太陽能電池可產生1kwh的電力,約需成本45日元,約比目前家用電費貴1倍。
Sharp 計劃首先以薄膜模塊將成本降一半,在2020年前,使成本降為14日元,至2030年降為 7日元。為了實現這些長程目標,Katayama表示:「關鍵在於能否研發出染料感光的模塊。」
因為DSSC不像單晶矽太陽能電池,必須使用真空設備,所以使用DSSC可望大幅降低資本投資。然而,這項低成本的次世代模塊也不是全然沒有問題。由於DSSC使用有機染料,其質量容易惡化,耐久性受到很大挑戰,但太陽能電池必須在各種天氣狀況下,使用至少30年。
Katayama表示:「一旦光電轉換率提高後,我們將重心轉為改善耐久性,以及使製造成本商業化。」