從充電電池業(yè)務(wù)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，偏向于采用儲(chǔ)量少的特定元素是非常危險(xiǎn)的。利用硅材料可實(shí)現(xiàn)理想的太陽(yáng)能電池。（三洋電機(jī) 執(zhí)行董事 強(qiáng)化業(yè)務(wù)推進(jìn)本部長(zhǎng)兼研究開發(fā)本部長(zhǎng)兼環(huán)境推進(jìn)本部長(zhǎng) 津田 信哉）

――聽說(shuō)三洋電機(jī)開發(fā)的、層疊結(jié)晶硅和薄膜非晶硅的高效太陽(yáng)能電池“HIT”*的表現(xiàn)非常出色？

*HIT＝heterojunction with intrinsic thin-layer。被稱為是結(jié)晶硅型和薄膜硅型的混合動(dòng)力型的太陽(yáng)能電池。采用利用n型?p型的非晶硅和i型硅的薄膜層夾住n型結(jié)晶硅層的構(gòu)造。

津田：太陽(yáng)能電池具有環(huán)境負(fù)荷小的特點(diǎn)。但如果太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率較低，例如設(shè)置時(shí)需要格外大的能源，或者為了獲得電力需要擴(kuò)大設(shè)置面積，環(huán)境負(fù)荷也會(huì)變大。在太陽(yáng)能電池中，HIT的轉(zhuǎn)換效率高，相對(duì)更加環(huán)保；可實(shí)現(xiàn)薄型化，所以使用少量的硅即可。制作硅晶圓等時(shí)實(shí)際上需要相當(dāng)大的能源，因此薄型也是一個(gè)重要因素。由此看來(lái)，如果追求更加環(huán)保的方式，HIT是最佳選擇。

不過(guò)，最主要的理由還是“如果在相同的面積上設(shè)置太陽(yáng)能電池，希望能獲得盡量多的電力”這種意識(shí)。我認(rèn)為轉(zhuǎn)換效率是最重要的因素。以前曾經(jīng)聽說(shuō)，HIT因其高性能在歐洲被譽(yù)為“太陽(yáng)能電池界的保時(shí)捷”。這并不是說(shuō)其價(jià)格比其他公司的產(chǎn)品高很多……

太陽(yáng)能電池單元實(shí)現(xiàn)超薄對(duì)本公司來(lái)說(shuō)，還具有降低制造成本的效果。從成本來(lái)看，在HIT等結(jié)晶硅型太陽(yáng)能電池單元中，硅晶圓在總成本中所占的比例非常大，減薄其厚度是降低成本的重點(diǎn)。有一段時(shí)間，太陽(yáng)能電池單元的原料――硅材料價(jià)格暴漲，之后供求出現(xiàn)緩和，硅材料的價(jià)格一下子降到了峰值的1/3左右。不過(guò)，雖然硅材料的價(jià)格短期內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)上下波動(dòng)，但從長(zhǎng)期來(lái)看，如果不減薄厚度，在成本方面將會(huì)處于劣勢(shì)。

――太陽(yáng)能電池除了HIT等結(jié)晶硅型之外，還有在玻璃底板上制作的薄膜硅型和薄膜化合物型等。最近，在薄膜化合物型太陽(yáng)能電池中，CIGS系比較受關(guān)注。

津田：當(dāng)然，作為我們的選項(xiàng)之一，還有CIGS等化合物類太陽(yáng)能電池。不過(guò)，材料的穩(wěn)定供應(yīng)不能得到保證。CIGS是采用銦（In）和鎵（Ga）的太陽(yáng)能電池。我們還在經(jīng)營(yíng)充電電池業(yè)務(wù)，從該業(yè)務(wù)的經(jīng)驗(yàn)我們體會(huì)到，如果偏重于利用特定元素，而且采取以大量消耗為前提的業(yè)務(wù)模式將會(huì)非常難。以充電電池的鈷（Co）為例，如果鈷的價(jià)格突然上漲，業(yè)務(wù)將陷入困境。

結(jié)晶硅型和薄膜硅型使用的硅材料就比較令人放心。即使在供應(yīng)鏈中出現(xiàn)硅材料暫時(shí)供應(yīng)不足，從而導(dǎo)致價(jià)格暴漲這種短期風(fēng)波，但硅本身是地球上僅次于氧氣的豐富元素。而且也不是對(duì)環(huán)境有害的受限物質(zhì)。從資源量豐富而且是安全的物質(zhì)這一觀點(diǎn)來(lái)看，能像太陽(yáng)能電池一樣在非常廣泛的面積內(nèi)大量普及的物質(zhì)就是硅了。雖然我們也想過(guò)采用硅以外的材料，不過(guò)最終還是放棄了?；衔镱愄?yáng)能電池還是交給其他公司來(lái)做吧。

效率還沒有達(dá)到頂點(diǎn)
――有人說(shuō)以HIT為代表的結(jié)晶硅型太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率快要接近理論極限值了。薄膜硅型的轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了10％左右。結(jié)晶硅型太陽(yáng)能電池今后還有進(jìn)一步改進(jìn)的余地嗎。

津田：結(jié)晶硅型太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率大致達(dá)到20％后，剩余的80％就被損失掉了。太陽(yáng)光的光譜和可在太陽(yáng)能電池中轉(zhuǎn)換的波長(zhǎng)的失調(diào)是造成該損失的主要原因。太陽(yáng)光的光譜非常寬闊，因此在簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能電池構(gòu)造中，或者在硅等單一材料中很難物盡其用。如果使用單一材料的話，GaAs等帶隙為1.4eV左右的材料占優(yōu)勢(shì)，但存在限制。作為采用改變帶隙材料的多接合型*太陽(yáng)能電池，對(duì)于太陽(yáng)光的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)和短波長(zhǎng)側(cè)分別采用不同的材料，將是今后實(shí)現(xiàn)高效率的基本方法之一。

*多接合型＝層疊多塊吸收波長(zhǎng)范圍不同的具有pn接合（或p-i-n接合）的太陽(yáng)能電池的類型。例如，在薄膜硅型太陽(yáng)能電池中，通過(guò)層疊具有p-i-n接合的非晶硅層和具有p-i-n接合的微晶硅層，提高了轉(zhuǎn)換效率。此時(shí)也稱之為串聯(lián)型。

例如，如果層疊采用帶隙為1.1eV的結(jié)晶硅的太陽(yáng)能電池層和采用帶隙為1.7eV的材料的太陽(yáng)能電池層，就有望實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。那么，將層疊的材料增加至3種，分別是帶隙為1.0eV、1.4eV和1.8eV的材料，結(jié)果又會(huì)如何呢？通過(guò)層疊，表面上的理論效率應(yīng)該會(huì)提高。不過(guò)，這里必須要考慮的一點(diǎn)是，一旦真的實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么樣的課題。如果考慮“只采用一種材料時(shí)的部材費(fèi)比較便宜”。“能否以不產(chǎn)生公害等環(huán)境負(fù)荷的形式獲得太陽(yáng)能電池”等，那么決定從事使用多種半導(dǎo)體材料的多接合型太陽(yáng)能電池并非易事。

如果只追求效率，那么毫無(wú)疑問，多接合型太陽(yáng)能電池是最佳選擇。但太陽(yáng)能電池中競(jìng)爭(zhēng)的要素只有轉(zhuǎn)換效率嗎，并非如此。站在太陽(yáng)能電池使用者的立場(chǎng)上來(lái)看，每kW的發(fā)電成本一定要穩(wěn)定。這樣的話，就必須有效使用便宜的材料。因此出現(xiàn)了高效率和低發(fā)電成本的折衷點(diǎn)。

從這個(gè)意義來(lái)看，硅是得天獨(dú)厚的材料。其結(jié)晶狀態(tài)下的帶隙為1.1eV，比單一材料的理想值（1.4eV）稍窄，不過(guò)制成非晶硅的話就達(dá)到了1.6～1.7eV。組合這些太陽(yáng)能電池層就形成了多接合型，接近太陽(yáng)能電池單元的理想類型