ペロブスカイト太陽光発電とは
日本産の資源、ヨウ素から製造する、
「ペロブスカイト太陽電池」が個人住宅にも
採用できる未来が近づいています。
ペロブスカイト太陽電池とは
ペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイト構造を持つ材料を使用した新世代の太陽電池です。この構造は、特定の結晶形状を指し、光の吸収と電荷の分離・移動が効率的に行える特性を持っています。
主な特徴
- 高い変換効率
- ペロブスカイト太陽電池は、従来のシリコン系太陽電池や化合物系太陽電池に匹敵する変換効率（約25%以上）を達成しており、さらなる向上が期待されています。
- 軽量で柔軟性がある
- 軽いポリマー基板やフィルムに加工できるため、ビルの壁面や軽量屋根、さらには移動可能なドローンやIoTデバイスにも適用可能です。シリコン系では難しい場所でも利用できる点が利点です。
- 製造の容易さ
- スピンコート技術：材料を溶液状にして、回転させながら基板に均一に薄膜を形成する技術を用います。この方法は、低コストかつ大量生産に適しているため、太陽光発電の普及を大きく後押しします。
- 設置可能性の広さ
- 柔軟性を生かし、建物の窓や壁、持ち運び可能なデバイスなど、従来の太陽電池が適さない場所への設置が可能です。
従来の太陽電池との違い
| 項目 | シリコン系太陽電池 | ペロブスカイト太陽電池 |
|---|---|---|
| 変換効率 | 高い（20〜25%） | 高い（最大25%以上） |
| 重量 | 重い | 軽量 |
| 柔軟性 | 低い | 高い |
| 製造コスト | 高い | 低い |
| 設置可能場所 | 限られる（屋根中心） | 壁面、窓、IoT機器など多様 |
注目の利用例
- ビルの壁面：軽量かつ柔軟性があるため、ガラスや建材と一体化した設置が可能。
- 耐荷重が低い屋根：従来のシリコン系パネルでは不可能だった建物にも設置が可能。
- 移動型デバイス：ドローンや携帯機器など、軽量で持ち運びが求められる用途に適しています。
ペロブスカイト太陽電池は、製造の簡便さ、広い設置可能性、高い効率性を兼ね備え、従来の太陽電池を補完する技術として注目されています。
ロブスカイト太陽電池のメリットと詳しい解説
① 製造コストを抑えられる
ペロブスカイト太陽電池は、シンプルな製造プロセスと低コストの材料を活用しているため、次のような利点があります：
- 簡易な製造工程：ペロブスカイト膜を塗布や印刷で製造可能。複雑な高温処理や真空プロセスが必要ないため、設備投資や運転コストが削減されます。
- レアメタル不要：シリコン太陽電池のようにレアメタルを多用せず、安価で手に入りやすい材料を使用。
- 低価格化の可能性：これにより、一般家庭や企業向けの導入コストが下がり、再生可能エネルギーの普及促進が期待されます。
② 軽量で柔軟性がある
ペロブスカイト太陽電池は軽量で、曲げやすい性質を持つため、従来の太陽電池が苦手とする用途に適応可能です：
- 軽量性：ガラス基板を使用せず、柔軟なポリマーシートに塗布することで、軽い製品を製造。
- 柔軟性：曲げや歪みに強く、窓や外壁、曲面の多い自動車やドローンへの設置が可能。
- 幅広い用途：建築材として一体化できる「建材一体型太陽電池（BIPV）」や、衣類やバッグなど、身近な製品への応用も期待されています。
③ 弱い光を電力へ変換できる
ペロブスカイト太陽電池は、光の強さに関わらず高い発電効率を維持する点が特に優れています：
- 高い光吸収率：ペロブスカイト材料は可視光を効率的に吸収でき、わずかな光でも電力に変換可能。
- 曇りや屋内環境でも発電：弱い光環境下（曇りの日、屋内照明）でも発電が可能で、IoT機器やセンサー用途に特に有効。
- 積層技術の可能性：異なる波長を効率的に吸収する積層型太陽電池の研究が進んでおり、さらなる効率向上が期待されています。
④ 材料を国内で調達できる
ペロブスカイト太陽電池は、日本国内で豊富に生産されるヨウ素を主原料とするため、次のような利点があります：
- 経済安全保障の強化：輸入に頼らず、安定した原材料供給が可能。
- 国内産業への波及効果：原材料の国内調達が、日本国内の製造業や関連産業の成長を後押し。
- 低環境負荷：国内供給を活用することで、輸送距離の短縮によりCO2排出を削減。
ペロブスカイト太陽電池のこれらのメリットにより、次世代の再生可能エネルギー技術として注目を集めています。特に、柔軟性や弱光環境での性能、国内調達可能な材料が、日本国内のエネルギー政策や住宅用発電システムの新たな選択肢として期待されています。
