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)置太陽能電池，為此推進(jìn)了圓柱型染料敏化太陽能電池的開發(fā)。早瀨的研發(fā)小組在牛尾電機的協(xié)助下開發(fā)的圓柱型染料敏化太陽能電池目前正在農(nóng)場作為傳感器電源進(jìn)行驗證實驗。本篇將介紹該電池在農(nóng)場進(jìn)行驗證實驗的目的、與圓柱型同步推進(jìn)的染料敏化太陽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能電池想法不一樣。

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

——圓柱型太陽能電池的研發(fā)事例基本沒聽到過。以前美國Solyndra公司利用無機半導(dǎo)體推出過類似產(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。由于以前沒接觸過，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。但在轉(zhuǎn)換效率上與硅類太陽能電池還有很大差距，如果實現(xiàn)實用化，要如何與之形成差異？

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

圓柱型染料敏化太陽能電池即使瞄準(zhǔn)利基市場，市場規(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。

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。因為在溫室中栽培的作物大多都是附加值較高的高價格產(chǎn)品，溫室內(nèi)要盡可能地擴大耕作面積。在這種情況下，可以垂直設(shè)置的圓柱型染料敏化太陽能電池的優(yōu)點就能發(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、提高染料敏化太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。請介紹一下這方面的研究情況。

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

這種染料敏化太陽能電池的特點是，有望實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率。以前利用有機色素時，吸收的是波長在800nm以下的光，而鈣鈦礦類材料能吸收1000nm以上的長波長的光，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，開發(fā)轉(zhuǎn)換效率為20％的染料敏化太陽能電池。不過，由于材料內(nèi)含鉛（Pb），因此同時還想實現(xiàn)無鉛化。

——采用鈣鈦礦類材料的染料敏化太陽能電池是否能實現(xiàn)圓柱型？

早瀨：由于單元構(gòu)造與以前采用有機色素和電解液的染料敏化太陽能電池不同，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。

——如果利用圓柱型開拓太陽能電池的新用途，并通過新材料進(jìn)一步實現(xiàn)進(jìn)化，開發(fā)項目涉及的方面會很多。

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

用太陽能電池開拓新領(lǐng)域，就必須探索新材料。在這一點上，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“探討有機電子的下一個方向”研討會時，從與會人員那里獲得更多信息。