九州工業(yè)大學(xué)研究生院生命體工學(xué)研究科教授早瀨修二的目標(biāo)是讓所有地方都能設(shè)置太陽(yáng)能電池，為此推進(jìn)了圓柱型染料敏化太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)。早瀨的研發(fā)小組在牛尾電機(jī)的協(xié)助下開(kāi)發(fā)的圓柱型染料敏化太陽(yáng)能電池目前正在農(nóng)場(chǎng)作為傳感器電源進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。本篇將介紹該電池在農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的目的、與圓柱型同步推進(jìn)的染料敏化太陽(yáng)能電池的高效率化方式，以及高效推進(jìn)研發(fā)的秘訣。

——圓柱型電池在設(shè)置方法上也與以往的太陽(yáng)能電池想法不一樣。

早瀨：制成圓柱型后，關(guān)于太陽(yáng)能電池設(shè)置的想法也會(huì)改變。圓柱型不但形狀類似熒光燈，還能像熒光燈那樣操作，設(shè)置會(huì)變得簡(jiǎn)單。不僅可以削減施工費(fèi)，如果太陽(yáng)能電池劣化了，用戶能自己更換。

——圓柱型太陽(yáng)能電池的研發(fā)事例基本沒(méi)聽(tīng)到過(guò)。以前美國(guó)Solyndra公司利用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體推出過(guò)類似產(chǎn)品，但該公司2011年破產(chǎn)了。

早瀨：圓柱型產(chǎn)品的制造比平板型特殊，需要積累經(jīng)驗(yàn)。由于以前沒(méi)接觸過(guò)，所以很難立即就制造圓柱型。我的研發(fā)小組目前一直是用接近手工的方法制造。今后要確立量產(chǎn)技術(shù)。

——圓柱型有很多優(yōu)點(diǎn)。但在轉(zhuǎn)換效率上與硅類太陽(yáng)能電池還有很大差距，如果實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，要如何與之形成差異？

早瀨：太陽(yáng)能電池今后應(yīng)該會(huì)在很多場(chǎng)所得到采用。我認(rèn)為屆時(shí)會(huì)有圓柱型特有的用途。的確，在現(xiàn)在這樣的太陽(yáng)能電池用途中，轉(zhuǎn)換效率高、供貨業(yè)績(jī)突出的硅類太陽(yáng)能電池比較有優(yōu)勢(shì)。但不是所有陽(yáng)光能照到的地方都可以設(shè)置現(xiàn)在的太陽(yáng)能電池。

圓柱型染料敏化太陽(yáng)能電池即使瞄準(zhǔn)利基市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模也幾乎是從零起步的。首先想讓企業(yè)使用樣品，以確立有前景的市場(chǎng)。

之前提到的設(shè)置在溫室內(nèi)的用途就是出于這種想法。為了在溫室內(nèi)高效栽培作物，今后應(yīng)該會(huì)設(shè)置很多傳感器。那么，這些傳感器的電源怎么辦呢？從外面接入電源線比較麻煩，應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生在溫室內(nèi)設(shè)置電源的需求。但在溫室內(nèi)，電源的設(shè)置面積不能占太大地方。因?yàn)樵跍厥抑性耘嗟淖魑锎蠖喽际歉郊又递^高的高價(jià)格產(chǎn)品，溫室內(nèi)要盡可能地?cái)U(kuò)大耕作面積。在這種情況下，可以垂直設(shè)置的圓柱型染料敏化太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)就能發(fā)揮作用了。

——您的研發(fā)小組提出的研究方針是研發(fā)新材料、提高染料敏化太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。請(qǐng)介紹一下這方面的研究情況。

早瀨：以前，染料敏化太陽(yáng)能電池使用的色素一直采用有機(jī)物，最近正在研究以鈣鈦礦類材料為色素的染料敏化太陽(yáng)能電池。這種材料混合了無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料。不使用電解液，為全固體型。

這種染料敏化太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)是，有望實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率。以前利用有機(jī)色素時(shí)，吸收的是波長(zhǎng)在800nm以下的光，而鈣鈦礦類材料能吸收1000nm以上的長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，所以能相應(yīng)提高轉(zhuǎn)換效率。我的研發(fā)小組利用最大能吸收波長(zhǎng)1060nm的光的鈣鈦礦類材料色素，獲得了14.5％的轉(zhuǎn)換效率。我們的目標(biāo)是利用混合材料，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)換效率為20％的染料敏化太陽(yáng)能電池。不過(guò)，由于材料內(nèi)含鉛（Pb），因此同時(shí)還想實(shí)現(xiàn)無(wú)鉛化。

——采用鈣鈦礦類材料的染料敏化太陽(yáng)能電池是否能實(shí)現(xiàn)圓柱型？

早瀨：由于單元構(gòu)造與以前采用有機(jī)色素和電解液的染料敏化太陽(yáng)能電池不同，制造工藝也不同，因此很難立即應(yīng)用于圓柱型。但可以制成薄膜狀的單元，然后卷成圓柱型。

——如果利用圓柱型開(kāi)拓太陽(yáng)能電池的新用途，并通過(guò)新材料進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)進(jìn)化，開(kāi)發(fā)項(xiàng)目涉及的方面會(huì)很多。

早瀨：我利用了參加學(xué)會(huì)和研討會(huì)等演講會(huì)的機(jī)會(huì)。很多人聽(tīng)到我們研發(fā)小組的實(shí)踐后都會(huì)提供建議說(shuō)“我這里有這種材料，試一下？”。由此可以獲得我們沒(méi)注意到的信息，比如制造工藝和材料等。

用太陽(yáng)能電池開(kāi)拓新領(lǐng)域，就必須探索新材料。在這一點(diǎn)上，研發(fā)基地位于日本有很大的好處。日本企業(yè)的材料技術(shù)非常強(qiáng)大。海外的研發(fā)小組難以獲得的新材料在日本都能輕松入手?，F(xiàn)在我很期待參加2014年7月舉行“探討有機(jī)電子的下一個(gè)方向”研討會(huì)時(shí)，從與會(huì)人員那里獲得更多信息。