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太陽(yáng)能電池的用途出現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。針對(duì)智能住宅用途，透明太陽(yáng)能電池及室內(nèi)太陽(yáng)能電池的開發(fā)非常活躍。用于功率調(diào)節(jié)器的電容器等電子部件也在不斷改良進(jìn)化。

太陽(yáng)能電池的用途出現(xiàn)了從設(shè)置于住宅屋頂和百萬(wàn)瓦級(jí)太陽(yáng)能設(shè)施，向其他方面進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。用于“智能住宅”的太陽(yáng)能電池便是其中之一。智能住宅是指通過家庭能源管理系統(tǒng)（HEMS），使太陽(yáng)能電池及蓄電池等能源相關(guān)設(shè)備與家電產(chǎn)品等聯(lián)動(dòng)的住宅。在電子相關(guān)技術(shù)薈萃的“CEATEC JAPAN 2012”（2012年10月2～6日，日本千葉縣幕張Messe會(huì)展中心）上，各家電廠商競(jìng)相展示了用于智能住宅的產(chǎn)品。這些均為已經(jīng)上市或即將上市的產(chǎn)品，而非概念展示，這也是本屆展會(huì)的特點(diǎn)所在。

由于智能住宅已在現(xiàn)實(shí)生活中存在，因此在本屆CEATEC的太陽(yáng)能電池相關(guān)展示中，注重智能住宅的太陽(yáng)能電池模塊展示十分搶眼（圖1）。比如，用于窗戶、陽(yáng)臺(tái)及室內(nèi)的太陽(yáng)能電池。即便之前無(wú)法在屋頂設(shè)置太陽(yáng)能電池的住宅，也能夠輕松使用太陽(yáng)能電池，這樣的環(huán)境似將齊備。因此，本文在此介紹CEATEC JAPAN 2012上展出的新用途太陽(yáng)能電池，以及旨在配備于功率調(diào)節(jié)器的電子部件。

圖1 瞄準(zhǔn)不斷擴(kuò)大的太陽(yáng)能電池市場(chǎng) 在CEATEC JAPAN 2012上，各家廠商紛紛展出了瞄準(zhǔn)新用途的太陽(yáng)能電池模塊，以及配備于功率調(diào)節(jié)器的電子部件。

利用透明太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)巨大空間

關(guān)于太陽(yáng)能電池模塊，夏普公司大力宣傳了其新開發(fā)的透明薄膜硅型太陽(yáng)能電池模塊。在展區(qū)中間設(shè)置了利用透明模塊圍成的巨大空間，將之比擬為智能住宅，展示了該模塊可改變今后住宅的可能性。

此次展示的透明薄膜硅型太陽(yáng)能電池模塊是夏普在CEATEC舉辦之前，于2012年10月1日上市的“NA-B095AA”。在現(xiàn)實(shí)生活中，主要應(yīng)用于窗戶、陽(yáng)臺(tái)護(hù)欄及房檐等，設(shè)想用作可在遮擋部分直射陽(yáng)光的同時(shí)進(jìn)行發(fā)電的節(jié)能玻璃（圖2）。

圖2 利用透明太陽(yáng)能電池開拓新用途 夏普在會(huì)場(chǎng)設(shè)置了可安裝于窗戶及陽(yáng)臺(tái)護(hù)欄等的透明太陽(yáng)能電池模塊。將作為玻璃建材銷售。

為將太陽(yáng)能電池加工成透明狀，夏普采用了在薄膜硅型太陽(yáng)能電池上加工纖細(xì)溝槽的方法。受光部分可發(fā)揮隔熱及發(fā)電兩種作用，利用通過溝槽部分照進(jìn)的光進(jìn)行采光。遮陽(yáng)系數(shù)（數(shù)值越小，日照熱量越難通過）為0.39。而厚度為3毫米的玻璃，遮陽(yáng)系數(shù)為1.0。

另一方面，透明太陽(yáng)能電池的模塊轉(zhuǎn)換效率略低，為6.8％。這是因?yàn)橛袦喜鄣牟糠植荒馨l(fā)電。而無(wú)溝槽的串聯(lián)結(jié)構(gòu)薄膜硅型太陽(yáng)能電池的模塊轉(zhuǎn)換效率約為10％。

面向室內(nèi)用途進(jìn)行了優(yōu)化的色素增感型太陽(yáng)能電池

除了透明太陽(yáng)能電池，作為智能住宅相關(guān)用途，各廠商還進(jìn)行了利用太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)住宅內(nèi)環(huán)境測(cè)量傳感器的展示（圖3）。其中，對(duì)室內(nèi)照明光的波長(zhǎng)進(jìn)行了優(yōu)化的色素增感型太陽(yáng)能電池尤其瞄準(zhǔn)了這一用途。在往屆CEACTE上，每年都會(huì)有色素增感型太陽(yáng)能電池的演示。但在本屆展會(huì)上，多家部件廠商的解說員眾口一詞地表示：“雖然還沒達(dá)到實(shí)用水平，但隨著智能住宅的普及，其采用似會(huì)得到促進(jìn)�！痹诶�用家庭能源管理系統(tǒng)時(shí)，為了在確保室內(nèi)舒適環(huán)境的同時(shí)削減能源使用量，測(cè)量室內(nèi)溫濕度等的傳感器提供的信息必不可少。但為了驅(qū)動(dòng)傳感器而新布設(shè)電源線，將花費(fèi)大量時(shí)間和精力。如果使用色素增感型太陽(yáng)能電池，便可輕松確保傳感器的電源。

圖3 將太陽(yáng)能電池和傳感器配套的展示比比皆是 部件廠商展示了組合使用太陽(yáng)能電池和室內(nèi)各種傳感器的試制品。村田制作所力爭(zhēng)在2013年～2014年使色素增感型太陽(yáng)能電池達(dá)到實(shí)用水平。

其中，村田制作所進(jìn)行的演示是，利用色素增感型太陽(yáng)能電池及磁傳感器，檢測(cè)窗戶的開關(guān)情況，然后向平板電腦發(fā)出開關(guān)狀態(tài)通知。該公司展示的色素增感型太陽(yáng)能電池尺寸和名片相仿，厚度為350μm。該公司串聯(lián)了8個(gè)單元，提高了輸出電壓以能夠驅(qū)動(dòng)電路。該公司表示，為了在2013年～2014年前后實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，目前正在推進(jìn)開發(fā)。

此外，太陽(yáng)誘電公司還展示了組合使用圓形色素增感型太陽(yáng)能電池和“壓力波傳感器”的防盜系統(tǒng)。壓力波傳感器是在凹部底面設(shè)置壓電元件，檢測(cè)因窗戶振動(dòng)而產(chǎn)生的壓力波。該傳感器還配備無(wú)線通信功能，檢測(cè)時(shí)以無(wú)線方式將異常情況發(fā)送給防盜系統(tǒng)。太陽(yáng)誘電稱，兒童等從窗戶內(nèi)側(cè)觸碰所產(chǎn)生的振動(dòng)與從外側(cè)受到?jīng)_擊而產(chǎn)生的振動(dòng)，特性不同，因此可區(qū)分辨別。驅(qū)動(dòng)該壓力波傳感器的電力是利用太陽(yáng)能電池通過室內(nèi)光獲得。

薄膜電容器也將用于家庭用途

與太陽(yáng)能電池模塊同樣，功率調(diào)節(jié)器也是構(gòu)成太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的主要設(shè)備，瞄準(zhǔn)在功率調(diào)節(jié)器上配備這一用途的電子部件展示也比較多。通過對(duì)現(xiàn)有部件進(jìn)行替換，不僅可以提高功率調(diào)節(jié)器的可靠性，還可實(shí)現(xiàn)小型化。

松下公司展示了用于太陽(yáng)能電池的薄膜電容器和浪涌吸收器。迄今功率調(diào)節(jié)器中的平滑電容器都是采用鋁電解電容器，而薄膜電容器力爭(zhēng)替代鋁電解電容器（圖4）。薄膜電容器的壽命較長(zhǎng)，且可靠性較高。如果以之替換鋁電解電容器，可省去保養(yǎng)和檢查所花費(fèi)的時(shí)間和成本。在期望簡(jiǎn)化保養(yǎng)及檢查作業(yè)的產(chǎn)業(yè)用途已有了采用事例。

圖4 對(duì)薄膜電容器的應(yīng)用擴(kuò)大充滿期待 在用于太陽(yáng)能電池的功率調(diào)節(jié)器方面，薄膜電容器的應(yīng)用在擴(kuò)大。松下及TDK等電子部件廠商介紹了用于太陽(yáng)能電池的薄膜電容器。

但在對(duì)成本要求較高的家庭用途方面，薄膜電容器并未在平滑電容器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在家用功率調(diào)節(jié)器中，估計(jì)價(jià)格低廉的鋁電解電容器很難被替換掉。但這種局面正逐步被打破。松下的解說員稱：“（我們）正在推進(jìn)降低成本，打算在2013年度上市可用于家庭用途的產(chǎn)品�！�

浪涌吸收器是保護(hù)功率調(diào)節(jié)器等免遭雷擊的部件（圖5）。通過將感應(yīng)雷等產(chǎn)生的雷涌電流變成焦耳熱，減小其所產(chǎn)生的影響。據(jù)介紹，多種電子設(shè)備都采用了浪涌吸收器，而如今在太陽(yáng)能電池用途的應(yīng)用也在增多。其背景是百萬(wàn)瓦級(jí)太陽(yáng)能設(shè)施增多。百萬(wàn)瓦級(jí)太陽(yáng)能設(shè)施利用接線將大量太陽(yáng)能電池模塊連接在一起，然后連接到接線盒和功率調(diào)節(jié)器上。由于接線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此容易受到感應(yīng)雷的影響。松下正通過改變浪涌吸收器的構(gòu)成材料等逐步推進(jìn)小型化，由此還可為實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)器的小型化做出貢獻(xiàn)。

圖5保護(hù)太陽(yáng)能電池相關(guān)設(shè)備免遭雷擊 松下展示了可防止太陽(yáng)能電池相關(guān)設(shè)備因感應(yīng)雷而出現(xiàn)破損的浪涌吸收器。該公司正在逐步推進(jìn)小型化。

降低模塊價(jià)格

其他電子部件還有提高了散熱性的印刷布線基板、有助于實(shí)現(xiàn)低成本化的端子箱等。北陸電氣工業(yè)公司展出的是提高了散熱性的印刷布線基板，目前已經(jīng)針對(duì)LED照明等用途進(jìn)行樣品供貨，還設(shè)想今后用于太陽(yáng)能電池的功率調(diào)節(jié)器等設(shè)備。該部件可有效散發(fā)功率調(diào)節(jié)器中的主要部件功率半導(dǎo)體等產(chǎn)生的熱量。

如果為了提高散熱性，而在印刷布線基板中插入鋁板，成本就會(huì)大幅提高。因此，北陸電氣工業(yè)通過插入銅薄膜，在控制成本上升的同時(shí)，還提高了散熱性（圖6）。該公司解說員稱，價(jià)格“比鋁散熱基板便宜了2位數(shù)左右，比普通基板高出了2位數(shù)左右。”

圖6 提高了散熱性的印刷布線基板 北陸電氣工業(yè)開發(fā)出了在抑制成本上升的同時(shí)，提高了散熱性的印刷布線基板（a）。通過在現(xiàn)有的印刷布線基板上追加銅薄膜層，提高了散熱性（b）。（圖：（b）由《Green Device Magazine》根據(jù)北陸電氣工業(yè)的資料制成）

端子箱是設(shè)置在太陽(yáng)能電池模塊背面，用于將太陽(yáng)能電池所發(fā)電力轉(zhuǎn)移到外部的部件。一般情況下，太陽(yáng)能電池模塊在出廠時(shí)，會(huì)有2根接線從四方的端子箱中伸出，并在接線的一端設(shè)置連接器。而星電公司此次展出了省掉接線和連接器的小型端子箱（圖7）以供參考。模塊出廠時(shí)只有端子箱，設(shè)置太陽(yáng)能電池時(shí)，再接入接線和連接器。

圖7 削減太陽(yáng)能電池模塊的成本 星電新開發(fā)出了用于太陽(yáng)能電池模塊的端子箱。將為削減太陽(yáng)能電池模塊的成本做出貢獻(xiàn)。

這樣，在運(yùn)輸模塊時(shí)，不僅沒有受接線妨礙的困擾，還可降低太陽(yáng)能電池廠商的部材成本。當(dāng)然最終還是需要接線和連接器，但其費(fèi)用將由設(shè)置太陽(yáng)能電池的運(yùn)營(yíng)商承擔(dān)。由于太陽(yáng)能電池模塊的價(jià)格大幅下滑，因此太陽(yáng)能電池廠商希望盡量削減成本，上述產(chǎn)品可說是體諒了這種愿望。（日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）