太阳能先生:太阳能版热电联产系统,转换率超40%

虽然可再生能源备受期待，但成本及发电量不稳定等问题成为阻碍，尚处于发展阶段。成为热议话题的太阳能发电在转换效率方面也存在很大的改进余地。   不过，从今年7月起，日本智能太阳能国际公司（Smart Solar International）以每台8万日元（不含税）的价格正式开始销售其太阳能发电系统，其社长富田孝司断言：“太阳能发电很有可能成为基础电源，我们正在争取实现等同于火力发电的能源转换效率” 。

智能太阳能国际成立于2009年，富田曾是夏普常务董事，作为夏普太阳能系统事业本部长，带领夏普夺取全球太阳能发电系统销售额七联冠，在太阳能发电行业界广为人知，被称为“太阳能先生(Mr.solar)”。 

太阳能先生：富田孝司社长手持的是设置于模块中央的核心部件（右下图）——管状容器；在容器中，边长1厘米的受光单元排成1列（右上图）。整个模块长约2米，宽约60厘米。

反其道而行之，增加转换率

大多数太阳能发电系统重点解决的问题是：如何减少没有转化为电能的光能变成的热量。因为太阳光中含有多种波长的光，所以，不同材料的太阳能电池可有效转换为电能的光线的波长也不同；那部分没有被转化的光能就变成了热能，释放到空气中；并且，热量也会导致太阳能电池板出现恶化。

而富田开发的新系统采取完全相反的构思——积极回收这部分热量，并将之作为能源使用。或许可说是一个通过电力及热量回收能源、提高整体效率的“太阳能版热电联产系统”。

该系统所使用的太阳能电池板单位面积的转换效率为23%到24％，约为普通结晶硅太阳能电池的1.6倍。加上热能的回収，总转换效率可提高到40％以上。 富田充满信心地说：“如果进一步改良热回収系统，实现媲美火力发电站的能源转换效率也并非幻想。” 

新系统能够实现较高的能源转换效率，主要得益于三项关键技术。即受光单元多层化、跟踪聚光以及冷却技术。受光单元指的是几厘米见方的电池板，几十枚受光单元排列组成模块。

多层化受光单元增加转化率

 新系统能够实现较高的能源转换效率，主要得益于三项关键技术。即受光单元多层化、跟踪聚光以及冷却技术。

现在，太阳能电池材料约9成为结晶硅。这种材料主要与中等波长的光线相容性较好，无法将波长较长的红外线转变为电能。另一方面，波长较短、具有较高能源的紫外线虽然能够发电，但也有很大一部分无法转变为电力，而是变为热量。因此，最大转换效率理论上为29％，制成产品之后仅能达到15％左右。 于是，智能太阳能国际在新系统的单元上重叠使用了多种半导体，可分别有效转换“长、中、短”波长的光线。 

之前也有层压式化合物太阳能电池的解决方案——用锗制成基板，使用砷化铟镓及磷化铟镓等。转换效率非常高，耐辐射性能也很出色。不过，锗存在价格昂贵、产生热量多的弱点；而且，层压技术还处于开发状态，没有实现量产化。 

富田开发出了使化合物半导体实现多层化的自主技术。可自由组合使用硅类及有机类等多种单元，从而实现多层化，这也是其优势所在。可从多种波长的光线中提取电力并进行合成。富田称，通过组合使用多种单元，可实现50%到60％的转换效率。 

今年7月上市的新系统依然使用锗基板，但今后将随着开发的进展不断进行改良，可进一步降低价格。