鈣鈦礦型太陽能電池可通過涂布類似涂料的材料而制造，預(yù)計(jì)制造成本僅為通過使硅晶體生長(zhǎng)來制造的傳統(tǒng)“硅型”的一半，重量可降至1/10。這是日本桐蔭橫濱大學(xué)特聘教授宮坂力開發(fā)出來的，但中國(guó)在這一領(lǐng)域的存在感提升……在輕便可彎曲低價(jià)的“鈣鈦礦型太陽能電池”的相關(guān)專利方面，中國(guó)正在提升存在感。

2021年的申請(qǐng)數(shù)量為70項(xiàng)，達(dá)到日本的近4倍。按過去20年的累計(jì)來看，日本仍居于首位。

01鈣鈦礦型太陽能電池可通過涂布類似涂料的材料而制造。預(yù)計(jì)制造成本僅為通過使硅晶體生長(zhǎng)來制造的傳統(tǒng)“硅型”的一半，重量可以降至十分之一。由于重量輕、可彎曲，如果安裝在以往難以安裝的建筑物等的墻壁和屋頂上，發(fā)電場(chǎng)所將擴(kuò)大，可以創(chuàng)造新的市場(chǎng)。預(yù)計(jì)將在2020年代后期普及。

日本經(jīng)濟(jì)新聞社委托運(yùn)營(yíng)專利信息等的科睿唯安日本(Clarivate Analytics Japan、位于東京港區(qū))，對(duì)在2個(gè)國(guó)家以上申請(qǐng)的相關(guān)專利進(jìn)行了調(diào)查。針對(duì)截至2023年11月9日公開的約20年的1309項(xiàng)專利，按國(guó)家、地區(qū)和組織進(jìn)行了分析。

全球的申請(qǐng)數(shù)量在2021年達(dá)到180項(xiàng)，10年里增至45倍。目前起拉動(dòng)作用的是中國(guó)和韓國(guó)。

日本在年度申請(qǐng)數(shù)上截至2019年連續(xù)5年排在首位，但2020年被中國(guó)和韓國(guó)超越。2021年中國(guó)的申請(qǐng)數(shù)為70項(xiàng)，大幅超過排在第二位的韓國(guó)(39項(xiàng))和日本(19項(xiàng))。

　　

02開發(fā)出鈣鈦礦型電池的是日本桐蔭橫濱大學(xué)特聘教授宮坂力，日本企業(yè)在技術(shù)開發(fā)方面一直處于領(lǐng)先。按專利有效的過去20年的累計(jì)來看，日本依然位居首位。日本的累計(jì)申請(qǐng)數(shù)為274項(xiàng)，排在首位。與排名第二的美國(guó)一起，先于其他國(guó)家啟動(dòng)相關(guān)專利的申請(qǐng)。根據(jù)其他競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的關(guān)注度等對(duì)專利競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)分的專利評(píng)分的合計(jì)分?jǐn)?shù)也排在首位。

　　

積水化學(xué)工業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于耐久性。鈣鈦礦的晶體怕水和空氣。認(rèn)為在室外使用時(shí)變得重要，提高了晶體的耐久性和保護(hù)性密封材料的性能。2023年開始在自有大樓的外墻等處進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，力爭(zhēng)2025年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。東芝在用于大面積生產(chǎn)鈣鈦礦太陽能電池的涂布技術(shù)方面具有優(yōu)勢(shì)，力爭(zhēng)2025年左右實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。中國(guó)企業(yè)的量產(chǎn)產(chǎn)品以玻璃基板為主，而日本企業(yè)則在通過適合輕量化、柔軟性高的薄膜基板提高耐久性的技術(shù)領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)。

03富士經(jīng)濟(jì)3月份發(fā)布的預(yù)測(cè)顯示，2022年為320億日元的鈣鈦礦型電池的世界市場(chǎng)規(guī)模，到2035年將達(dá)到1萬億日元。

除了與建筑物的建材形成一體的類型外，預(yù)計(jì)與硅型電池重疊、提高發(fā)電效率的產(chǎn)品也將普及。預(yù)計(jì)到2020年代中期，中國(guó)和歐洲將正式開始量產(chǎn)。

鈣鈦礦型電池普及面臨的技術(shù)課題主要有兩個(gè)。首先是大型化會(huì)令太陽光轉(zhuǎn)化為電能的效率下降這一點(diǎn)。由于很難在廣大面積上均勻涂抹材料，效率降低數(shù)個(gè)百分點(diǎn)的情況很多。

第二是耐久性。當(dāng)與空氣和水接觸后，添加到太陽能電池中的添加劑會(huì)吸收水分，太陽能電池將劣化，結(jié)果性能下降。即使用薄膜或玻璃加以密封，光和熱也會(huì)劣化。產(chǎn)生電力的發(fā)電層的壽命約為10年，不到硅型的一半。必須采取開發(fā)新的密封材料來保護(hù)晶體等措施，以提高其耐久性。

與此同時(shí)，影響創(chuàng)新的核心技術(shù)也主要有兩項(xiàng)。首先是在構(gòu)成發(fā)電層的晶體結(jié)構(gòu)上下功夫，提高轉(zhuǎn)換效率和耐久性。第二點(diǎn)是開發(fā)在保持轉(zhuǎn)換效率的前提下，在廣大面積上以低廉成本涂布太陽能電池材料的技術(shù)。

日本企業(yè)在晶體結(jié)構(gòu)相關(guān)的基礎(chǔ)研究方面已取得多項(xiàng)專利，在均勻涂抹材料的技術(shù)方面目前也處于高水平。不過，今后中國(guó)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)有可能加速有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)和材料涂布的技術(shù)開發(fā)。

另一方面，中國(guó)的優(yōu)勢(shì)在于較早就為確立生產(chǎn)技術(shù)而行動(dòng)起來。富士經(jīng)濟(jì)的專家川合洋平表示，“即使量產(chǎn)初期成品率不佳，也可以通過反復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行改善”，對(duì)中國(guó)的行動(dòng)給予高度評(píng)價(jià)。

日本在硅型光伏領(lǐng)域也有過在技術(shù)上領(lǐng)先，但被成本競(jìng)爭(zhēng)力更高的中國(guó)企業(yè)奪走全球市場(chǎng)份額的痛苦經(jīng)歷。川合表示“日本以專利和技術(shù)為武器與海外企業(yè)展開合作、將太陽能電池的制造交給海外也是一種手段”。如何開拓即將形成的市場(chǎng)？戰(zhàn)略制定很重要。