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ペロブスカイト太陽電池とは?

公開日:2016年4月29日
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で、今までのどの材料にもない圧倒的なスピードで変換効率が上昇しており、シリコン系電池に迫る16%を超える変換効率まで進化をしている太陽電池の一つです。

また、メガソーラーや住宅用モジュールで活用され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が、世界的にも研究が進んでいる中、日本の研究開発により新しい開発で誕生した新型太陽電池として注目を集めています。普及率としては、まだまだ研究段階だと言えますが、将来的に期待の高い太陽電池です。

ペロブスカイト太陽電池のメリットとは?

ペロブスカイト太陽電池は結晶構造を持っており、現在の主流となっているシリコン系太陽電池に比べて格段の安さで太陽電池を作ることが出来るのが大きなメリットと言えます。

また、まだまだ研究段階のため、今後変換効率や価格等の面において、より魅力的な製品に仕上がっていく可能性があると言えるでしょう。

塗るだけで高効率の発電が可能?

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。薄くしかも、軽いシート状のもので、曲げても壊れないと言う凄い特徴を持つ太陽電池です。

例えば、建物の壁や曲面などにも対応が出来る事、車体など今までに太陽光発電の設置ができなかった場所や難しいところでも貼り付けることで発電を可能にすることができます。

塗るタイプのペロブスカイト太陽電池のメリットとして、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。高温加熱や、高真空の製造過程を使用しない事で低コストが実現するという訳です。

また、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これからの普及に期待が持てるポイントです。

ペロブスカイト太陽電池のデメリットとは?

ペロブスカイト太陽電池は安く、高効率な先を見据えた太陽電池として急速に研究が進められています。

しかしデメリットとして挙げられるのは、劣化が非常に早いと言うことです。耐久性に関しても他の太陽電池に比べ劣化が早い事から課題が残ります。

また、電流では電圧曲線でも電圧曲線が電圧掃引方向や掃引回数によって曲線にズレができてしまう現象をヒステリシス現象と呼び、変換効率測定および、安定性の障害になる事がわかっています。電圧のかけ方によって変換効率が変動するという問題も存在します。

これらは実際の実用化に対して大きな障害になるでしょう。また多くの研究の中で、その解消法の開発が進んでいます。

ペロブスカイト太陽電池の今後の課題とは?

未だ不明瞭な部分の多いペロブスカイト太陽電池は、より耐久性と安全性を持つものへと進化をしなくてはいけません。また、これからの太陽光発電に貢献度の高い事も期待されており、新規材料開発は絶対に必要なものになっています。

今後は大気環境下での実験、連続高照射下での実験など実用的な条件での耐久性と安全性を追求していくべきと言えます。また、ペロブスカイト太陽電池の開発と共に、原子レベル機構の研究を進める事も重要課題です。

メリット・デメリットを見合わせると、課題はまだまだあるペロブスカイト太陽電池ですが、今後の太陽光発電システムにも大きな貢献をしてくれるものだと言えます。

これから低コストでの導入を検討される方が増えてくる中でも、注目の太陽電池であることに間違いはありません。様々な曲面などにも利用できる安価な太陽電池の開発には、専門家だけではなく、これから太陽光発電をお考えの方も期待が持てる事だと言えます。