太陽光を電気に変換する時にとても重要な「太陽電池」は、実は新しい技術がどんどん開発されているんです！
その中でも「ペロブスカイト太陽電池」は
今までと全然違う製法でつくられており、
人とエネルギーとの関わり方に
大きな進歩をもたらすことが期待される
重要な存在です!
この記事を読んでわかること
・ペロブスカイト太陽電池とは？
・実用化はいつになるのか？
・ペロブスカイト太陽電池メリット
・ペロブスカイト太陽電池デメリット
・実用化を待つべきか？
開発に携わった日本人が
ノーベル賞の候補にもなっている
ペロブスカイト太陽電池とは何なのか？
薄くて軽く、フィルムのように曲げられる
太陽電池がなぜ画期的と言われるのか？
注目すべきポイントをご紹介します！
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ペロブスカイト太陽電池とは？
ペロブスカイト太陽電池とは？
ペロブスカイト半導体を使用した
太陽電池のことです。
ペロブスカイト太陽電池の変換効率は、今までのどの材料にもない圧倒的なスピードを誇ります！
シリコン系電池の変換効率に迫る22％を超え、今も尚進化を続けている太陽電池の1つです！
従来の太陽光パネルと比較して、
その厚さは100分の1でとても薄く
重さも10分の1と格段に軽くなってます！
ペロブスカイト太陽電池の主な特徴は、パネルが薄く軽いことです！
現在、ほとんどのメガソーラーや住宅用モジュールで使われている結晶シリコン太陽電池は、誕生から60年以上が経過しています。
世界中で「より高効率に、より安く」と素材や製法の研究が進んでいる中で、日本の研究開発により誕生した新しい太陽電池として注目を集めているのがペロブスカイト太陽電池です。
ペロブスカイト太陽電池が
注目されている理由の1つに…
ペロブスカイト太陽電池を最初に発表した
日本人の宮坂力(みやさかつとむ)さんが
ノーベル賞候補に
挙がり続けていることがあります！
ノーベル賞のほかにも国内外で数々の賞を受賞しており、次世代の太陽電池への実用化に大きな期待が寄せられています!
シリコンの原料価格が高くなり、太陽電池の価格競争が鈍っているという課題を抱えてる今…
ペロブスカイト太陽電池は、
最も期待されてる太陽電池なんです
ペロブスカイト太陽電池の仕組み
ペロブスカイトは、結晶が「灰（かい）チタン石」の意味で、鉛などを中心にヨウ素などや有機化合物などによる結晶構造の化合物です。
そのペロブスカイトの結晶構造を利用して作られるのが、ペロブスカイト太陽電池です。
とても薄いフィルムにペロブスカイトを塗ることで、太陽光エネルギーから電気を作ることができます。
フィルムが薄く柔軟性があるため、丸めたり折り曲げたりすることも可能に。
そのため、ペロブスカイトは従来では取付けができなかった多様なものにも活用できると期待されています。
ペロブスカイト太陽電池の
実用化はいつ？
ペロブスカイト太陽電池の実用化はいつなのか気になりますよね？
目標としては2025年とされていますが、実際に手に取れるまでどのくらいかかるか分からないようです。
また、ペロブスカイト太陽電池が商品化されたとしても、気になるのはその価格。
一般的に販売されてるパネル型の太陽電池も、太陽光発電所を建てるトータルコストが今でこそ1kWあたり15万円まで下がっていますが…
これは、10年以上の市場競争が生んだ結果です。
脱炭素のために太陽光発電を選ぶ場合は、現在のパネル型の方が安くて確実です！
実用化を目指す日本政府の動き
2023年10月、政府は2025年を目処にペロブスカイト太陽電池の実用化を目指すと発表しました。
地球温暖化対策の一環として脱炭素化に向けた取り組みを推進するためです。
同年4月にはペロブスカイト太陽電池の実用化について30年を目指す考えを示していました。
しかし6月に積水化学工業と協議を行ったことで、実用化に向けた動きが加速しています！
開発中の企業に対して国が支援を行うことで、ペロブスカイト太陽電池の実用化はこれまで以上に進むと見られています！
ペロブスカイト太陽電池の
メリット
ペロブスカイト太陽電池のメリットはこちら！
ペロブスカイト太陽電池のメリット
1：軽く柔軟性が高いので設置しやすい
2：国内の材料で生産可能
3：弱い光エネルギーでも発電できる
4：製造コストをロール・ツー・ロールで抑えられる
ペロブスカイト太陽電池のメリットは「軽くて、薄くて、柔軟性がある」ことです。これらの特性は、その設置の自由度を大幅に高めます!
それでは、詳しく見ていきましょう！
ペロブスカイト太陽電池メリット1
軽く柔軟性が高いので設置しやすい
理化学研究所では、印刷技術を活用し、大きな面積に低コストで製造する事が可能な塗布型OPVを開発しています。
薄く軽いシート状のもので、曲げても壊れないという今までにない特徴を持つ太陽電池です！
これまでのシリコン太陽光発電は、硬い板状のシリコン結晶を重いガラスに載せるものです。
一方で、ペロブスカイト太陽電池は材料を液状にする新しい技術が使われています。
そのため、設置したい場所に塗ることやインクジェットで印刷したりフィルム状にすることも可能になりました！
例えば建物の壁や車体の曲面など今まで太陽光発電の設置ができなかったところでも自然エネルギーでの発電が可能に！
太陽光発電よりも軽く柔軟性があることで、さまざまな場所に設置できるのがペロブスカイト太陽電池の大きなメリットです。
ペロブスカイト太陽電池の技術によって、従来の日本の太陽光発電にはなかった曲面に太陽光パネルを設置するという課題が克服できると期待されています。
ペロブスカイト太陽電池メリット2
国内の材料で生産可能
ペロブスカイト太陽電池を作るための主な原材料はヨウ素です。
日本のヨウ素産出量は世界第2位ととても多く、約3割近いシェアを誇っています！
さらに日本にはヨウ素が多く埋蔵されており、世界のヨウ素8割近くがあると考えられています！
太陽光発電を作るためには、国内に少ないレアメタルが必要で、どうしても輸入に頼らなければいけません。
輸入となると、世界の情勢や経済などの不安定になりやすい要因も関わってきますが…
国内で得られる原材料があるのであれば、そういった外因に左右されないため安定した生産が可能になります！
日本国内で原材料を調達できることは、エネルギー自給率をアップさせることに繋がるでしょう！
ペロブスカイト太陽電池メリット3
弱い光エネルギーでも発電できる
ペロブスカイト太陽電池は、太陽光発電より弱い光でも電気を作ることができます。
シリコン太陽光発電の場合は、10万ルクス等の高い照度がなければ発電できません。
しかしペロブスカイト太陽電池は200～1000ルクスの低い照度でも発電可能です！
太陽光発電では日射量が減ってしまう曇りや雨の日でも、ペロブスカイト太陽電池では安定した発電が期待できます！
室内の蛍光灯やLEDでも発電できるので、PCやスマートフォンなどの充電などにも活用できるでしょう。
ペロブスカイト太陽電池メリット4
製造コストをロール・ツー・ロールで
抑えられる
塗るタイプのペロブスカイト太陽電池のメリットは、簡単な作成方法と製造コストが安価に抑えられることが挙げられます。
インクジェットで印刷するような製法もすでに登場しており、高温加熱や、高真空の製造過程を避け、低コスト化を実現。
ペロブスカイト太陽電池は、溶液処理プロセスを利用し生産が可能なので、生産コストを抑えることができます。
また必要な材料も比較的安価なため、大量生産に適しています！
ガラス板の上に多孔質の酸化チタンに溶液を塗布して乾かすだけで簡単に完成するので、高度な技術が要らないというのも期待が持てるポイントです。
コストを抑えることができる要因として大きいのは、薄く曲げられるペロブスカイト太陽電池はロール・ツー・ロール方式を採用して生産できることです。
製品をロール状に巻いてから加工し再度巻き取ることで、搬入や手間、搬送などのコストを大きく抑えることが可能になりました。
主なメリットとしては軽くて、薄くて、柔軟性があることです！これらの特性は、その設置の自由度を大幅に高めます。
次はペロブスカイト太陽電池のデメリットをご紹介します。
ここからはペロブスカイト太陽電池のデメリットについてお話ししていきます。
ペロブスカイト太陽電池の
デメリット
ペロブスカイト太陽電池はとても安く、高効率な未来を見据えた太陽電池として急速に研究が進められてます。
そんなペロブスカイト太陽電池にもデメリットがあります。
ペロブスカイト太陽電池のデメリット
1：寿命が短い
2：シリコン太陽電池よりも
変換効率が低い
3：主原料の安全性に問題がある
4：面積を大きくするのが難しい
デメリットを挙げるとすれば、従来のパネル型太陽電池よりも変換効率が少し低いことと、日本での実用化がいつになるか分からないことでしょうか？
それでは、詳しく見ていきましょう！
ペロブスカイト太陽電池デメリット１
寿命が短い
ペロブスカイト型太陽電池は、空気中の酸素や水分にとても敏感です。
酸素や水分が電池の中に入ると、電池内部で電気を運ぶ働きがうまくいかなくなってしまいます。
ペロブスカイト太陽電池は赤外線や紫外線に弱い性質もあるため、屋外での使用時には劣化しやすい点もデメリットのひとつです。
加熱でも劣化しやすく、結晶の中で電子移動の効率が落ちやすい要因がいくつもあります。
開発時には5年程度だった寿命は、研究が進んだことで10年以上の製品も開発されていますが、ペロプスカイトの寿命はシリコン太陽光発電よりも短いのが特徴です。
シリコン太陽光発電の寿命は20年以上なので…
この問題を解決する方法が見つからない限り、ペロブスカイト型太陽電池が今の太陽電池の代わりになるのは難しいと考えられています。
ペロブスカイト太陽電池デメリット2
シリコン太陽電池よりも変換効率が低い
ペロブスカイト太陽電池は小規模な実験環境では非常に良好な結果を出しています。
しかしその性能を大規模な商業生産に移行することができるかは、まだ確定していません。
スケールアップする際に発生する技術的な困難や製造コストの増加は、その実用化を阻む可能性があります。
メリット・デメリットがあるペロブスカイト太陽電池ですが、薄くて軽くて柔らかい太陽光発電がこれからどんな場所で活躍するか、とても楽しみな存在です!
これから太陽光発電を始めようと考えてる方で、ペロブスカイト太陽電池の実用化を待つべきか？と考える方もいるかもしれませんが…
現行のシリコン系太陽電池で十分な場面であれば、新素材の実用化を待つ必要はありません。
そもそもペロプスカイト太陽電池の変換効率はシリコン太陽電池に比べると低いというデメリットもあります。
実用化に時間がかかっているのは、
結晶自体が不安定な性質だからです。
従来のシリコン太陽光発電は20～25％程の高い変換効率を持っているため、今すぐ電気代を削減したい片にはシリコン太陽電池をおすすめします！
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ペロブスカイト太陽電池デメリット3
主原料の安全性に問題がある
ペロプスカイト太陽電池の主原料であるヨウ化鉛とヨウ化メチルは人体に有害なので、そのまま開発を続けるわけにいかない点が課題です。
ヨウ素化鉛には毒性があり、発がん性や血液などに障害を引き起こします。
また、ヨウ化メチルは咳や嘔吐、
下痢、頭痛などを起こすとされています。
これら2種類の原料の代わりになるものとして、スズやAgBi2I7を主原料にペロプスカイト太陽光発電を作る研究開発が進められています。
ペロブスカイト太陽電池デメリット4
面積を大きくするのが難しい
ペロプスカイト太陽電池は、小さな面積の場合はあまり問題なく発電可能です。
ただし大きな面積だと発電効率が不安定になりやすい点はデメリットといえます。
そのため従来の製品のような広さで設置できるように製品開発することが課題とされてます。
大きな面積でも安定した発電ができるようこれからの研究には期待です！
ペロブスカイト太陽電池の
実用化を待つべきか？
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ペロブスカイト太陽電池の可能性に注目しているかもしれませんが、その実用化を待つ必要はありません。
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