2013年05月13日08:57
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【太陽能電池新領域】（4）可織衣、可在暗處發電的太陽能電池也將問世
日本即將修訂節能標准，著眼於此，相關企業對用於大廈等建筑物的太陽能發電系統的開發非常活躍注。大廈屋頂面積較小，難以設置充足的太陽能電池模塊。因此，可設置於屋頂以外其他場所的太陽能發電系統的開發在取得進展。
例如，生產柔性薄膜硅型太陽能電池的富士電機公司為了應用於各種建筑物，開始銷售單元。購買單元的企業可根據具體用途組裝成模塊。三菱化學公司目前正在研究使用有機薄膜太陽能電池等，在大廈牆面、百葉窗及卷帘等上設置發電系統（圖9）。該公司信息電子本部執行董事、OPV事業推進室室長星島時太郎表示，如果使用有機薄膜太陽能電池百葉窗，替代大廈節能建材及雙層中空玻璃等，與“雙層中空玻璃等相比，價格絕對不高”。
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圖9 實際上設置場所很多的大廈 三菱化學目前正探討在大廈所有場所設置太陽能電池。（圖表：三菱化學） |
三菱化學推算，如果在25層高的大廈東、南及西向窗戶和牆壁上設置太陽能電池，最大有望實現660千瓦的輸出。如果配合太陽的移動自動調節百葉窗的角度，可進一步增加發電量。
三菱化學計劃在2012年度內，啟動生產寬約50厘米的卷狀有機薄膜太陽能電池的試制設備。將試制出轉換效率為5％左右的樣品，與客戶一同找出課題，不斷進行改良，力爭在2015年正式進行量產。在正式量產時，轉換效率預計可達到7％左右。
垂直面發電量下降
銷售自動門的寺岡FACILITIES公司開發出了將太陽能電池嵌入玻璃中的自動門（圖10）。將太陽能電池所發電力存儲在蓄電池中，用於驅動自動門。目前該公司在其東京分公司設置了試制品，預定2013年9月開始銷售。
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圖10 利用太陽能電池開關自動門 寺岡FACILITIES目前正在開發利用太陽能電池驅動的自動門。在其東京分公司設置了試制品（a）。並且還在開發可減輕人影對發電量影響的技術（b）。（攝影：（b）為寺岡FACILITIES） |
在東京分公司設置的試制品自動門是在2扇活動玻璃及2扇固定玻璃，共計4扇玻璃內封入了太陽能電池單元。使用表面和背面均能發電的單元。寺岡FACILITIES稱，僅表面能發電的單元其背面是電極，看起來不美觀，因此選擇了可兩面發電的單元。
寺岡FACILITIES策劃技術本部技術管理部的馬場良治回顧道，開發人員最初認為面向室外設置的自動門適合配備太陽能電池，不過實際進行試制時發現，由於是“垂直設置，因此發電量比預期要少，很吃驚”。
目前正在開發增加太陽能電池單元設置量以提高發電量，同時可減輕人影影響的系統。由於從自動門前經過的人影縱向較長，因此決定先縱向連接太陽能電池單元，然后再並列連接。這樣一來，未被人影遮擋的相鄰單元便可繼續生成電力。而且，為了實現最大發電量，對每個縱向布線採用了最大功率點跟蹤（MPPT）控制。目前還在東京分公司以外的其他場所設置了新試制品，進行著技術驗証。
作為節能玻璃大力進行宣傳
夏普公司為了在大廈及高級公寓的窗戶和陽台上設置太陽能發電系統，開發出了透明薄膜硅太陽能電池模塊。2012年10月，開始作為既能遮擋部分日光直接照射又能發電的節能玻璃進行銷售（圖11）。
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圖11 在窗戶及陽台上設置透明太陽能電池 夏普於2012年10月上市了透明薄膜硅太陽能電池模塊。如果應用於窗戶、陽台護欄及遮陽板等處，便可用作即能隔熱又能發電的節能玻璃。（圖：夏普） |
這種透明薄膜硅太陽能電池模塊去掉了普通模塊使用的金屬框架，採用夾層玻璃結構，可像普通玻璃建材一樣，鑲嵌在窗框等框架中。除去端子箱，模塊外形尺寸是1402毫米×1001毫米×9.5毫米，最大輸出功率為95瓦。
夏普推算，如果按照1.4米×1米換算，日本國內建材玻璃的年市場規模為2900萬枚。該公司太陽能系統事業本部太陽能系統事業部商品策劃部擴大產業用途業務項目小組負責人經澤昌芳稱：“首先力爭將其中的10萬∼20萬枚更換為透明太陽能電池。”
將太陽能電池加工為透明型產品，是採用了在薄膜硅型太陽能電池上設置纖細溝槽的手法。受光部分具備隔熱及發電兩個作用，利用透過溝槽部分射入的光線採光。“遮蔽系數”為0.39，該數值越小，表示日照熱量越難通過。另外，厚度為3毫米的玻璃的遮蔽系數為1.0。
溝槽部分不會發電，因此與現有薄膜硅型太陽能電池相比，模塊轉換效率較低。雖然之前就存在透明薄膜硅太陽能電池，但模塊轉換效率僅為3％左右，未能得到普及。后來，開發出了重疊設置吸?不同波長的發電層的串聯結構等，技術方面有了進步，薄膜硅型太陽能電池的模塊轉換效率提高到了9.8％，所以透明電池模塊的轉換效率也能確保達到6.8％。（日經能源環境網 供稿）
