据日经新闻报道,硅基太阳能电池的一种轻薄而灵活的替代品将被大量生产,为可再生能源开辟更多的用途,如为室内智能设备供电。
有机太阳能电池是通过在塑料板和其他可弯曲的基材上印刷光伏材料制成的。制造商表示,制造成本预计只有硅基太阳能电池的一半,而且其重量要轻100倍。
与硅基太阳能电池不同,在室内使用时,有机太阳能电池的转换效率不会下降。各公司正在利用这一优势,为智能音箱、遥控器和传感器开发电源。
这一领域的领跑者包括德国初创公司Heliatek,最早将于今年开始大规模生产有机太阳能电池。日本的理光公司(Ricoh)计划从2023财年开始小规模生产这些电池。
有机电池的实用版本在2010年代就出现了。但在实验环境中,将光转换为电能的效率最高约为10%,是硅基电池的一半。这限制了它们在低功耗应用中的使用,如给一些可穿戴设备使用。
从那时起,由于材料的改进,制造商表示,他们已经准备好进行大规模生产。Heliatek的目标是,有机太阳能电池板的年产量约为60万平方米,并有可能在2023年和2024年扩大生产规模。最大产能将是每年110万平方米。
这家德国初创公司设想,这些电池板将覆盖在混凝土屋顶、金属和玻璃,以及其他无法支撑沉重的硅基电池板的表面上。
有机太阳能电池的转换效率约为10%,但它们可以使用20年。去年开始进行试销售,价格高于硅基电池。Heliatek说,大规模生产有可能使成本降低一半。
Heliatek表示,每平方米的有机太阳能电池重量不到2公斤,明年重量将进一步下降到1公斤以下。
Heliatek并不是唯一一家生产有机太阳能电池的公司。巴西的初创公司Sunew到目前为止已经生产了超过1万平方米的有机太阳能电池板,用于车顶和其他用途。公司认为这种电池有潜力被应用于电动汽车。
瑞典的Epishine公司是有机太阳能电池行业的先驱,于12月将其微型太阳能采集模块投放市场。它们的转换效率为13%,寿命约为10年。这家初创公司说,希望为薄型有机太阳能电池设定全球标准。
根据国际能源署(IEA)的估计,2050年,全球太阳能电池装机容量可能达到14太瓦,约为2020年739吉瓦的20倍。IEA预测,到本世纪中叶,太阳能将占所有发电量的33%,而在2020年仅为3%。
分析公司MarketsandMarkets去年预测,2026年,全球智能传感器市场规模预计将达到296亿美元,比2021年增长3.5倍。这一增长将由智能家电和可穿戴设备所推动。
许多智能设备由一次性电池供电,每隔一到两年就需要更换电池。硅基太阳能电池在室内的效率不高,而钙钛矿太阳能电池只能使用一到两年,钙钛矿太阳能电池是一种新型的低成本、高效率和轻量级的电池。
有机太阳能电池可以产生不同的颜色,使它们更容易与室内的家具相匹配。它们也不含铅和其他污染环境的材料。
随着不同类型的太阳能电池进入市场,竞争也越来越激烈。根据研究公司富士经济(Fuji Keizai)的数据,到2035年,全球有机太阳能电池的市场规模将在2021年的基础上增长五倍,超过5亿美元。
鉴于有机太阳能电池的改进潜力,公司对其寄予厚望。据估计,潜在材料的数量达到几十万种,而钙钛矿太阳能电池只有少数几种。
日本名古屋大学的教授松尾丰(Yutaka Matsuo)说:“如果发现一种突破性的材料,我们可以在成本和转换效率方面看到巨大的改进。”松尾教授参与了这一领域的研究。
(今日汇率参考:1美元=6.75人民币)