日本首相菅義偉提出了到2050年實施溫室氣體「淨零排放」的目標，新一代光伏電池「鈣鈦礦光伏電池」（PSC）受到的關注度越來越高。PSC的優點是成本低，可以削減厚度，能量轉換效率等也在不斷提高。爲解決大型化和耐久性等課題，開展產學合作非常重要。
轉化效率達到28％——東京大學的瀨川浩司教授等人11月發佈的這一研究成果備受關注，這款開發品雖然尺寸僅1平方釐米，但實施了優異的性能。據說日本經濟產業大臣梶山弘志在9月視察了研究室，對日本可以實施PSC材料自給等表現出了興趣。
瀨川教授等人試製了高效率的鈣鈦礦光伏電池
以往的光伏電池發電部分大多使用硅。而PSC的發電部分採用名爲鈣鈦礦的晶體結構材料，可利用印刷技術輕鬆製作，還能彎曲。製造成本有望降至採用硅時的一半以下。
PSC的轉化效率在實驗室水平爲百分之二十幾，瀨川教授等人透過結合銅和銦等發電部，製成「多結型」，大幅提高了轉化效率，據說透過進一步調整還有望超過30％。瀨川教授幹勁十足地說：「將來打算把硅光伏電池板全部換成PSC。」
要想實施去碳社會，必須擴大再生能源的利用。12月15日，日本環境大臣小泉進次郎宣佈，計劃到2030年度將再生能源在電力結構中的佔比提高到比現在的目標高一倍的40％以上。要想擴大光伏電池的應用，必須進行技術創新。
日本的調查公司富士經濟（東京中央區）3月份發佈的一份調查報告認爲，雖然PSC等新一代光伏電池的全球市場規模在2019年僅6億日元，但預計到2030年將達到4563億日元。
PSC受到全球的關注，剝削競爭非常激烈。美國斯坦福大學取得了有助於未來實施PSC量產的成果，開發出了量產PSC發電部薄膜的技術。該技術可以從噴嘴中噴射與原料溶液高度反應的氣體，使其瞬間乾燥，而以前需要加熱約30分鐘才能乾燥。據說量產速度可達到硅光伏電池的4倍。
PSC實用化面臨的課題之一是大型化。雖然尺寸在數平方釐米以下的小型PSC電池實施了高轉化效率，但尺寸增大後會混入雜質，以及無法均勻塗覆溶液，因此效率會大幅下降。
耐久性也是一項課題。PSC會因高溫和潮溼而劣化，最多隻能使用幾個月。沖繩科學技術大學院大學的Yabing Qi教授等人開發出了光照2000小時後轉化效率也只降低14％的電池，是透過混合使用特殊的聚合物防止了劣化。雖然目前還停留在實驗室層面，不過今後打算在大型電池上進行嘗試。
要想解決上述課題實施PSC的實用化，需要與企業合作。
松下與日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）合作，開發出了轉化效率爲17.9％的大型PSC。理光正在利用印刷技術，與日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）共同開發可以在太空中發電、劣化不嚴重的PSC。
不過，瀨川教授表示，「認真致力於開發的企業還比較少」，今後要加快此類舉措。
日文：三隅勇氣，《日本經濟新聞》，2020年12月21日
中文：JST客觀日本編輯部
