新技术推动太阳能电池突破传统，融入住宅方方面面

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太阳能电池的用途出现进一步扩大的趋势。针对智能住宅用途，透明太阳能电池及室内太阳能电池的开发非常活跃。用于功率调节器的电容器等电子部件也在不断改良进化。

太阳能电池的用途出现了从设置于住宅屋顶和百万瓦级太阳能设施，向其他方面进一步扩大的趋势。用于“智能住宅”的太阳能电池便是其中之一。智能住宅是指通过家庭能源管理系统（HEMS），使太阳能电池及蓄电池等能源相关设备与家电产品等联动的住宅。在电子相关技术荟萃的“CEATEC JAPAN 2012”（2012年10月2～6日，日本千叶县幕张Messe会展中心）上，各家电厂商竞相展示了用于智能住宅的产品。这些均为已经上市或即将上市的产品，而非概念展示，这也是本届展会的特点所在。

由于智能住宅已在现实生活中存在，因此在本届CEATEC的太阳能电池相关展示中，注重智能住宅的太阳能电池模块展示十分抢眼（图1）。比如，用于窗户、阳台及室内的太阳能电池。即便之前无法在屋顶设置太阳能电池的住宅，也能够轻松使用太阳能电池，这样的环境似将齐备。因此，本文在此介绍CEATEC JAPAN 2012上展出的新用途太阳能电池，以及旨在配备于功率调节器的电子部件。

图1 瞄准不断扩大的太阳能电池市场 在CEATEC JAPAN 2012上，各家厂商纷纷展出了瞄准新用途的太阳能电池模块，以及配备于功率调节器的电子部件。

利用透明太阳能电池实现巨大空间

关于太阳能电池模块，夏普公司大力宣传了其新开发的透明薄膜硅型太阳能电池模块。在展区中间设置了利用透明模块围成的巨大空间，将之比拟为智能住宅，展示了该模块可改变今后住宅的可能性。

此次展示的透明薄膜硅型太阳能电池模块是夏普在CEATEC举办之前，于2012年10月1日上市的“NA-B095AA”。在现实生活中，主要应用于窗户、阳台护栏及房檐等，设想用作可在遮挡部分直射阳光的同时进行发电的节能玻璃（图2）。

图2 利用透明太阳能电池开拓新用途 夏普在会场设置了可安装于窗户及阳台护栏等的透明太阳能电池模块。将作为玻璃建材销售。

为将太阳能电池加工成透明状，夏普采用了在薄膜硅型太阳能电池上加工纤细沟槽的方法。受光部分可发挥隔热及发电两种作用，利用通过沟槽部分照进的光进行采光。遮阳系数（数值越小，日照热量越难通过）为0.39。而厚度为3毫米的玻璃，遮阳系数为1.0。

另一方面，透明太阳能电池的模块转换效率略低，为6.8％。这是因为有沟槽的部分不能发电。而无沟槽的串联结构薄膜硅型太阳能电池的模块转换效率约为10％。

面向室内用途进行了优化的色素增感型太阳能电池

除了透明太阳能电池，作为智能住宅相关用途，各厂商还进行了利用太阳能电池驱动住宅内环境测量传感器的展示（图3）。其中，对室内照明光的波长进行了优化的色素增感型太阳能电池尤其瞄准了这一用途。在往届CEACTE上，每年都会有色素增感型太阳能电池的演示。但在本届展会上，多家部件厂商的解说员众口一词地表示：“虽然还没达到实用水平，但随着智能住宅的普及，其采用似会得到促进。”在利用家庭能源管理系统时，为了在确保室内舒适环境的同时削减能源使用量，测量室内温湿度等的传感器提供的信息必不可少。但为了驱动传感器而新布设电源线，将花费大量时间和精力。如果使用色素增感型太阳能电池，便可轻松确保传感器的电源。

图3 将太阳能电池和传感器配套的展示比比皆是 部件厂商展示了组合使用太阳能电池和室内各种传感器的试制品。村田制作所力争在2013年～2014年使色素增感型太阳能电池达到实用水平。

其中，村田制作所进行的演示是，利用色素增感型太阳能电池及磁传感器，检测窗户的开关情况，然后向平板电脑发出开关状态通知。该公司展示的色素增感型太阳能电池尺寸和名片相仿，厚度为350μm。该公司串联了8个单元，提高了输出电压以能够驱动电路。该公司表示，为了在2013年～2014年前后实现实用化，目前正在推进开发。

此外，太阳诱电公司还展示了组合使用圆形色素增感型太阳能电池和“压力波传感器”的防盗系统。压力波传感器是在凹部底面设置压电元件，检测因窗户振动而产生的压力波。该传感器还配备无线通信功能，检测时以无线方式将异常情况发送给防盗系统。太阳诱电称，儿童等从窗户内侧触碰所产生的振动与从外侧受到冲击而产生的振动，特性不同，因此可区分辨别。驱动该压力波传感器的电力是利用太阳能电池通过室内光获得。

薄膜电容器也将用于家庭用途

与太阳能电池模块同样，功率调节器也是构成太阳能电池系统的主要设备，瞄准在功率调节器上配备这一用途的电子部件展示也比较多。通过对现有部件进行替换，不仅可以提高功率调节器的可靠性，还可实现小型化。

松下公司展示了用于太阳能电池的薄膜电容器和浪涌吸收器。迄今功率调节器中的平滑电容器都是采用铝电解电容器，而薄膜电容器力争替代铝电解电容器（图4）。薄膜电容器的寿命较长，且可靠性较高。如果以之替换铝电解电容器，可省去保养和检查所花费的时间和成本。在期望简化保养及检查作业的产业用途已有了采用事例。

图4 对薄膜电容器的应用扩大充满期待 在用于太阳能电池的功率调节器方面，薄膜电容器的应用在扩大。松下及TDK等电子部件厂商介绍了用于太阳能电池的薄膜电容器。

但在对成本要求较高的家庭用途方面，薄膜电容器并未在平滑电容器领域得到广泛应用。在家用功率调节器中，估计价格低廉的铝电解电容器很难被替换掉。但这种局面正逐步被打破。松下的解说员称：“（我们）正在推进降低成本，打算在2013年度上市可用于家庭用途的产品。”

浪涌吸收器是保护功率调节器等免遭雷击的部件（图5）。通过将感应雷等产生的雷涌电流变成焦耳热，减小其所产生的影响。据介绍，多种电子设备都采用了浪涌吸收器，而如今在太阳能电池用途的应用也在增多。其背景是百万瓦级太阳能设施增多。百万瓦级太阳能设施利用接线将大量太阳能电池模块连接在一起，然后连接到接线盒和功率调节器上。由于接线长度较长，因此容易受到感应雷的影响。松下正通过改变浪涌吸收器的构成材料等逐步推进小型化，由此还可为实现功率调节器的小型化做出贡献。

图5保护太阳能电池相关设备免遭雷击 松下展示了可防止太阳能电池相关设备因感应雷而出现破损的浪涌吸收器。该公司正在逐步推进小型化。

降低模块价格

其他电子部件还有提高了散热性的印刷布线基板、有助于实现低成本化的端子箱等。北陆电气工业公司展出的是提高了散热性的印刷布线基板，目前已经针对LED照明等用途进行样品供货，还设想今后用于太阳能电池的功率调节器等设备。该部件可有效散发功率调节器中的主要部件功率半导体等产生的热量。

如果为了提高散热性，而在印刷布线基板中插入铝板，成本就会大幅提高。因此，北陆电气工业通过插入铜薄膜，在控制成本上升的同时，还提高了散热性（图6）。该公司解说员称，价格“比铝散热基板便宜了2位数左右，比普通基板高出了2位数左右。”

图6 提高了散热性的印刷布线基板 北陆电气工业开发出了在抑制成本上升的同时，提高了散热性的印刷布线基板（a）。通过在现有的印刷布线基板上追加铜薄膜层，提高了散热性（b）。（图：（b）由《Green Device Magazine》根据北陆电气工业的资料制成）

端子箱是设置在太阳能电池模块背面，用于将太阳能电池所发电力转移到外部的部件。一般情况下，太阳能电池模块在出厂时，会有2根接线从四方的端子箱中伸出，并在接线的一端设置连接器。而星电公司此次展出了省掉接线和连接器的小型端子箱（图7）以供参考。模块出厂时只有端子箱，设置太阳能电池时，再接入接线和连接器。

图7 削减太阳能电池模块的成本 星电新开发出了用于太阳能电池模块的端子箱。将为削减太阳能电池模块的成本做出贡献。

这样，在运输模块时，不仅没有受接线妨碍的困扰，还可降低太阳能电池厂商的部材成本。当然最终还是需要接线和连接器，但其费用将由设置太阳能电池的运营商承担。由于太阳能电池模块的价格大幅下滑，因此太阳能电池厂商希望尽量削减成本，上述产品可说是体谅了这种愿望。（日经能源环境网 供稿）