钙钛矿太阳能电池又薄又轻，可以弯曲成薄膜。
这项举世闻名的发明的创造者在这项技术之外看到了什么样的未来？
与 Riki Miyasaka 讨论日本能源和社会的未来方向。

菅野钙钛矿太阳能电池作为下一代太阳能电池目前正在受到全世界的关注。被称为该产品的创造者的宫坂力树 (Riki Miyasaka) 来拜访我们。你们中的许多人可能已经知道什么是钙钛矿太阳能电池，因为您在媒体上看到过它们，但是宫坂先生，您能再向我们介绍一下吗？

宫坂根据材料和方法的不同，太阳能电池有多种类型，但我认为最常见的类型是放置在屋顶上的重型面板类型。这些被称为硅太阳能电池（硅型），占当前市场的 90% 以上。
钙钛矿太阳能电池更薄更轻，核心材料厚度最多只有1μm（微米，0001毫米）。重量不到硅胶模具的1/10，并且可以加工成薄膜并弯曲，大大扩展了安装空间。它可以安装在建筑物的墙壁和窗户上、卡车的车身上、家庭阳台上的空地等，这在以前很难安装。由于它可以利用弱光发电，因此即使在雨天或阴天也可以使用，也可以放置在室内。您还可以考虑用它来将其固定在帽子或衣服上。

菅野　多么美妙的发明啊。使用大量化石燃料的企业将被要求设定从下一财年开始引入太阳能电池板（*1）的目标，这是一个非常令人鼓舞的趋势。在今年2月公布的第七次基本能源计划（*2）中，政府表示将“推动钙钛矿太阳能电池在社会上早日落地”，并设定了2040年约20GW（吉瓦）导入钙钛矿太阳能电池的目标。这相当于约550万个家庭每年的用电量。钙钛矿太阳能电池备受期待，但目前的发展状况如何？

宫坂不幸的是，我们还没有达到可以将其视为社会实施的程度。许多研究人员和企业经营者正在针对实际应用进行研究和演示实验，今年世界最大的薄膜型钙钛矿太阳能电池出现在大阪/关西博览会上，使其成为热门话题。据报道，一些公司从本财年开始全面迈向商业化。但目前制造成本高于硅模具，现实情况是世界各国都在竞相开发量产系统。

菅野　既然这项技术起源于日本，那么日本会成为主导者吗？

宫坂　日本在技术发展方面处于领先地位，特别是在薄膜类型方面，包括耐久性和更大尺寸，但在商业化和大规模生产方面，中国处于领先地位。可替代建筑窗玻璃安装的玻璃类型以及可与硅太阳能电池组合使用的串联类型的玻璃的开发正在取得进展，许多初创公司正在进入市场并试图大规模生产它们。英国、波兰等欧洲国家也正在迈向实施。
无论如何，如果我们成功降低组件成本，钙钛矿太阳能电池的制造成本将降至硅型太阳能电池的一半左右，这将导致其迅速普及。为此，我自己一直在对组件进行研究，我刚刚达到了可以开发出一个可以降低大约30%成本的系统的程度。

菅野　你又近了一步。钙钛矿太阳能电池使用什么材料来发电？

宫坂　钙钛矿不是一种物质，而是一种晶体结构，就太阳能电池而言，该结构是使用碘等原材料创建的，碘具有吸收光并将其转化为电能的特性。将熔化的液体涂在薄膜等基材上，然后夹在电极材料之间以产生电力，但这些外围材料价格昂贵。

菅野宫坂先生的专长是光电化学。这是一个与能源密切相关的研究吗？

宫坂嗯，简单来说，就是电池研究。该领域涉及将光能转化为电能或化学能的电池。钙钛矿太阳能电池是这个想法的延伸，但最初并不知道这种晶体结构可以用于发电，这个想法始于一位名叫小岛洋弘的研究生，并通过巧合和与其他研究人员的相遇而成形。光电转换效率(*3)最初为4%左右，现已发展到273%，与硅型相当。

菅野　听说您原本在一家私营公司工作，但在47岁的时候从研究转行到学术工作，您有什么想法吗？

宫坂　我认为我对太阳能电池的长期研究也许能够为改变能源性质以应对气候变化和其他社会问题提供一些指导。

菅野从这个角度来看，您对日本能源的未来有何看法？

宫坂　日本能源自给率仅为15%左右。我们现在被迫依赖进口大部分石油、煤炭和天然气。由于全球形势确实存在原材料进口延迟的风险，我认为我们必须更加意识到明智使用能源的重要性。
我经常在讲座中，特别是对孩子们说，“在日本，你可能没有意识到这一点，那里到处都是明亮的灯光，但如果我们耗尽能源，这个岛国将没有一个灵魂。”电力绝不是取之不尽用之不竭的资源，因此每个公民都必须努力减少消耗。
从这个意义上说，我认为创建一个每个家庭都拥有能源自给自足工具的社会非常重要，而不仅仅是从电力公司购买电力。如果我们能够自己发电，哪怕只满足当前消耗量的 5% 或 10%，那也将是一个巨大的贡献。

菅野　这正是钙钛矿太阳能电池所发挥的作用。即使在您家的窗户、墙壁和房间内，您也始终可以发电。看起来，顺应分散式电源的趋势，发电将成为可能。
与过去燃烧木材的时代一样，能源自给自足是原则。但随着战后重建时期日本经济的增长，转变为由有限数量的电力公司生产电力并在全国范围内输送的大规模集中供电系统。该系统可能已达到其极限。消费者首先使用各自所在地产生的电力，然后通过大型设备来补充自己缺乏的电力。钙钛矿太阳能电池的实施似乎将是转向这种系统的机会。

宫坂　是的。然而，钙钛矿太阳能电池距离普通家庭能够轻松购买并能够产生足够的电力还需要一段时间。尽管如此，我认为这项新技术将提高公众对能源的敏感度是有意义的。
此外，即使数量很少，思考如何以及如何使用您产生的能量也很重要。今天天气很好，我们产生了大量的电力，因此我们将能够通过在家庭层面进行越来越多的能源交易来提高我们的敏感性，例如将其供应给当地的能源存储中心。然而，如果消费者就这样实现自给自足，电力公司就很难了。

菅野　实现这一目标的唯一途径是通过企业的努力。

菅野宫坂先生，您长期以来一直在私营部门进行研究。您如何看待公共和私营部门在技术开发中的作用？即使由私营部门推动，也存在出现所谓“死亡谷”问题的情况，即由于缺乏资金和人力资源而导致商业化停滞。

宫坂我认为私营部门有责任带头做出努力。公众的支持固然重要，但在此之前，企业首先要自己面对困难。我认为严酷的经历会让公司变得更加强大。如果技术真的有用，如果技术还处于僵局，政府会提供坚实的支持。此外，地方政府和公共机构也将努力传播该技术，以便在社会上实施。我觉得这样的角色划分是比较理想的。

菅野　我想起了日本所谓“产业失败”的惨痛经历。20世纪80年代末以来，随着国际竞争的加剧，半导体、电气设备等产业落后于美国和中国，日本被逼出原来的地位。 50多岁、60多岁的人，包括我自己，仍然感受到那种创伤，或者更确切地说，一种失去自信的感觉。

宫坂　太阳能发电正是如此。直到2000年左右，日本在太阳能电池板的技术开发方面一直领先于世界，拥有50%的市场份额。然而不知不觉中，我们已经被中国等海外企业超越了，现在我们的份额还不到1%。公共和私营部门都无法应对迅速扩张的全球市场。但从某种意义上说，这也是没办法的事。我认为中国在某些方面无法干预中国积极削减成本的努力。

菅野钙钛矿太阳能电池怎么样？幸运的是，政府持续提供大规模支持，例如绿色创新基金和下一代太阳能电池示范项目。我们能否在不过度依赖他们、不重蹈过去覆辙的情况下继续前进？

宫坂　中国的资金实力、速度感、饥饿精神的强大驱动力无疑是一个威胁。就好像不久前还在研究所的一个人，现在正在向投资者筹集资金，建工厂，创业。
然而，钙钛矿太阳能电池与以前的不同。首先，主要原料碘可以在日本生产，价格便宜。日本是世界第二大生产国，据说地球上80%的可开采资源都位于日本。此外，日本在技术上有优势，拥有专利。这些条件不太可能得到满足。
此外，中国一直专注于玻璃型太阳能电池的生产系统，意图取代硅型太阳能电池，但正如我所说，钙钛矿型太阳能电池的真正价值在于其轻便性和灵活性，因此可以安装在任何地方的薄膜型太阳能电池的市场前景看好，日本的优势肯定会得到发挥。

菅野　我明白了，因为日本是一个小国，很难找到适合太阳能和风力发电的土地，但如果可以放在任何地方，那就不会成为障碍。事实上，这就是为什么我们能够先于其他国家将注意力转向电影格式的优势。

宫坂我希望看到一种仅由国产产品保护日本市场的体系，以及包括维护在内的全日本合作体系。

菅野　电力原本是国内产业，而日本作为岛国，没有与其他国家连接的电力线路。或许可以创建一种日本独有的、也能保障国家利益的体系。

菅野　除了制造成本之外，您还面临哪些问题？

宫坂虽然数量很少，但仍使用铅作为原料。由于这会增加环境负担，因此我们必须考虑建立一个从用户那里收集信息的系统。事实上，我作为代表的Pexel Technologies Co, Ltd（*4）在开发出一种安全去除回收电池中铅的技术后，去年开始向公众销售钙钛矿太阳能电池。它是袖珍型，售价约 40,000 日元。虽然他们是手工制作的，每天只生产大约10块，但他们仍然出售它们，因为他们想建立一个从顾客那里收集废电池的模式。我打算花 10,000 日元从退货者那里购买。如果这个实验成功，或许就有可能应用于量产。

菅野假设回收和再利用的制造系统在未来将很重要。如果价格里包含收藏费用就完美了。我认为初创公司将有更多机会发挥积极作用，包括创建这样的系统。我们公司在过去几年里投资了大约20家公司，令人欣慰的是，他们都怀着解决社会问题的共同使命。

宫坂　像 leyu乐鱼体育官方网站 这样的大公司对此表示支持，这令人放心。我相信，随着我们走向人口减少、社会更加紧凑的未来，能源公司有很多机会为新系统的创建做出贡献。

菅野谢谢。我们将继续迎接挑战。

（2025 年 9 月 22 日实施）

构图/文字/松冈一郎（Escript Co, Ltd）摄影/大桥爱

• 全球视野对话各领域专家

• 分享
• 推文
•