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太陽能電池廠商紛紛致力于開拓繼住宅和大規(guī)模太陽能發(fā)電站之后的新增長(zhǎng)領(lǐng)域。開拓新領(lǐng)域需要開發(fā)具備柔性等新特性的模塊，并進(jìn)一步降低成本。本屆展會(huì)上有很多提高柔性太陽能電池的耐久性，以及降低結(jié)晶硅型太陽能電池成本的技術(shù)展出。

其中，富士膠片公司面向制造成本低且具備柔性特性的色素增感型太陽能電池，開發(fā)出提高了耐久性的色素。目前使用的色素“Black Dye”因耐久性低，阻礙了色素增感型太陽能電池的實(shí)用化。而采用富士膠片此次開發(fā)的色素試制的太陽能電池在溫度+85℃、濕度85％的環(huán)境下放置1000小時(shí)后，轉(zhuǎn)換效率只降低了不到10％，確保了實(shí)用特性。

除了耐久性以外，富士膠片此次開發(fā)的色素還在提高轉(zhuǎn)換效率方面做了很多改進(jìn)。例如，通過增強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)波端的光的吸收增加了電流值，通過抑制暗電流提高了電壓值。

夏普公司采用該色素試制的色素增感型太陽能電池實(shí)現(xiàn)了11.9％這一目前世界最高的轉(zhuǎn)換效率（圖4）。今后，為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率，富士膠片還將繼續(xù)進(jìn)行改良，以便能更多地吸收長(zhǎng)波段的光。

圖4：提高太陽能電池的耐久性 富士膠片面向色素增感型太陽能電池，開發(fā)出提高了轉(zhuǎn)換效率和耐久性的新色素（a）。該公司還利用耐久性出色的氣體阻隔膜試制了柔性CIGS型太陽能電池（b）。

除此之外，富士膠片還展示了正在開發(fā)的柔性CIGS型太陽能電池模塊�；�板采用以陽極氧化法在鋁箔上形成Al2O3層，從而兼具金屬箔耐熱性和樹脂膜絕緣特性的材料。受光面采用提高了氣體阻隔性的薄膜。氣體阻隔膜如果只采用防止氣體透過的無機(jī)材料，在彎曲時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋，因此采用與有機(jī)材料的積層構(gòu)造。

目前，面積為69.6cm2的模塊實(shí)現(xiàn)了15.9％的轉(zhuǎn)換效率。不過展示的30cm見方模塊的轉(zhuǎn)換效率較低，因此，為了在擴(kuò)大尺寸時(shí)也能將轉(zhuǎn)換效率的降低控制在最小限度，還在繼續(xù)進(jìn)行開發(fā)。

降低溫度提高生產(chǎn)效率

為降低現(xiàn)有結(jié)晶硅型太陽能電池的成本，日立化成公司開發(fā)出了可進(jìn)行氮化硅（SiN）蝕刻的漿料。只要利用絲網(wǎng)印刷工藝使該漿料成形，便可只去除漿料下面的SiN（圖5）。

圖5：利用絲網(wǎng)印刷去除SiN 日立化成開發(fā)出了可進(jìn)行SiN蝕刻的漿料。利用絲網(wǎng)印刷漿料后，加熱并清洗可去除SiN。計(jì)劃用于太陽能電池和MEMS的制造工序等。

在結(jié)晶硅型太陽能電池的制造工序中，通常要在硅晶圓的受光側(cè)用SiN形成防反射膜。而且在該防反射膜上形成Ag電極后，還要進(jìn)行“Fire Through”加工，即在數(shù)百℃下加熱，使Ag電極與硅電池單元接觸。

如果使用此次漿料，無需Fire Through這一高溫工藝即可實(shí)現(xiàn)Ag電極與硅電池單元的接觸。

在蝕刻工序中，首先利用絲網(wǎng)印刷工藝在想蝕刻的部位印刷漿料。然后在170℃下加熱5分鐘，這時(shí)漿料就會(huì)產(chǎn)生去除SiN的“蝕刻劑”，對(duì)漿料下面的SiN進(jìn)行蝕刻。

蝕刻后只要用水清洗，即可去除漿料及其下面的SiN部分，獲得硅晶圓。最后，再在去除了SiN的部分形成Ag電極，這樣便可實(shí)現(xiàn)Ag電極和硅電池單元的接觸。

利用太陽能電池的背面發(fā)電

太陽能電池模塊受陽光照射后溫度會(huì)升高。因此，富士膠片開發(fā)出了利用該熱能發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)換模塊用新材料。除了設(shè)置在太陽能電池模塊背面的用途外，粘貼在身體上用作健康監(jiān)測(cè)裝置電源的應(yīng)用也備受期待。

富士膠片開發(fā)的是采用有機(jī)高分子材料的熱電轉(zhuǎn)換材料（圖6）。該公司稱，該材料是有機(jī)材料中“熱電轉(zhuǎn)換效率最高的”。在此之前，日本產(chǎn)業(yè)綜合研究所2012年8月發(fā)布的、使用有機(jī)導(dǎo)電性高分子PEDOT:PSS的材料曾被認(rèn)為擁有世界最高性能。該材料的熱電轉(zhuǎn)換元件的優(yōu)值系數(shù)（ZT）為0.27。

圖6：在太陽能電池背面設(shè)置熱電轉(zhuǎn)換模塊 富士膠片開發(fā)出了采用有機(jī)高分子材料的熱電轉(zhuǎn)換模塊（a）。在會(huì)場(chǎng)，用手的溫度驅(qū)動(dòng)了迷你車（b）。計(jì)劃設(shè)置于太陽能電池模塊的背面使用。

而富士膠片此次的元件“實(shí)現(xiàn)了ZT超過0.27的性能”。該公司稱，此次展出的熱電轉(zhuǎn)換模塊“擁有mW級(jí)發(fā)電能力，有1℃的溫度差就能發(fā)電”。該公司并未公布此次開發(fā)的有機(jī)材料的詳細(xì)情況，僅表示是與產(chǎn)綜研究共同開發(fā)的產(chǎn)品。（日經(jīng)技術(shù)在線！ 供稿）