未来の太陽光発電は建物やスマホに吹き付けるだけで実現する
さよなら、メガソーラー。そんな時代がすぐそこに…。
太陽光発電と聞いたら、屋根の上や山肌、農地に並ぶ太陽光パネルを思い浮かべますよね。もしかすると近い将来、そのイメージが一変するかもしれませんよ！
シリコンを使わない積層型太陽光発電
オックスフォード大学物理学部の研究者らは、従来のシリコンベースの太陽光パネルではなく、超薄型でほぼすべての建物や物体の表面にコーティングできる画期的な太陽光発電素材を開発したそうです。
太陽光パネルならぬ太陽光コーティングは、ペロブスカイトと呼ばれる材料でできています。超薄型の積層式アプローチによって、電力変換効率を27%まで高めたといいます。現時点で既存のシリコン製太陽光パネルのエネルギー変換効率である22%を上回っていますが、将来的に45%超えも可能と研究チームのShuaifeng Hu氏は自信を見せ、次のように語っています。
積層式、または多接合式の実験を始めてからわずか5年で、エネルギー変換効率を6%から27%まで向上させました。これは、既存の単結晶シリコン太陽電池の限界に近い数値です。私たちの方式によって、エネルギー変換効率は将来的に45%を超える可能性があると信じています。
超薄型太陽電池はインクジェットのように吹き付け可能
厚さ1ミクロン強の新素材は、現在のシリコン製太陽光パネルの150分の1の薄さ。また、ペロブスカイト太陽電池は、インクジェット・プリンターのような装置を用いて、プラスチックや紙を含むほとんどすべての物体の表面に塗布できるそうです。
研究チームの一員であるJunke Wang氏はペロブスカイト太陽電池について
シリコン製のパネルや太陽光発電所を必要とせずに、従来よりも多くの発電量を期待できる点で重要です。私たちは、ペロブスカイトの太陽光コーティングが自動車のルーフや建物の屋根、さらには携帯電話の背面など、より広範な物体の表面に安価で適用されるのを想定しています。より多くの電力を生み出せるようになれば、長期的にシリコン製太陽光パネルやメガソーラー建設の必要性が小さくなっていくと思われます。
と話していますよ。
日本ではメガソーラーの建設が問題になるケースが多いので、場所やものを選ばないペロブスカイト式の太陽光発電が普及すれば、再生可能エネルギー導入が加速しそうですね。
太陽光発電のさらなるコスト減に貢献
太陽光発電のコストは、2010年と比較して世界平均で約90%安くなっているそう。すでに化石燃料火力発電や原子力発電よりも安いんですよね。研究チームは、彼らの開発した技術が太陽光発電のコストをさらに下げ続け、再エネの中で最も持続可能な電源になると信じているようです。
風力発電と太陽光発電の普及に伴って、再エネの発電コストが下がってきたように、同じ太陽光発電でも、ペロブスカイト式太陽光発電が普及すれば、シリコン製を含め太陽光発電全体のコストも下がると予想されます。
問題は安定性と耐久性
あらゆるものの表面に塗布できて、コストも安いペロブスカイト太陽電池。万能過ぎてすぐにでも普及させてくれと願うところではありますが、まだ課題は残っているといいます。
大規模な実用化の障壁は、安定性と耐久性に根強い問題があること。実験段階では、短期間で劣化や破損がみられるなど、既存のシリコン製太陽光パネルよりも耐久性が低いため、研究チームは改善に取り組んでいます。
主任研究員のHenry Snaith氏は、新技術の可能性について、以下のように述べています。
研究で実証された最新の太陽電池素材と技術の画期的進化は、既存の建物や自動車、物などへの利用を通じて、より持続可能で安価な太陽光エネルギーを提供する新しい産業の礎となる可能性を秘めています。
Snaith氏はペロブスカイト太陽光パネルの商業化を目指して2010年にオックスフォードPVを共同設立し、現在は公益事業や建築、自動車製造業界に応用するため、ドイツの工場ですでに大規模な製造を始めているそうです。
ペロブスカイトを用いた太陽電池の開発に成功したのは、オックスフォード大学の研究チームが初めてではありません。日本でも、積水化学工業とTERRAが、フィルム型ペロブスカイト太陽電池を営農型ソーラーシェアリングに利用するための国内初の実験を8月に開始しています。
気候変動対策を加速させるためには、再生可能エネルギーの大規模な導入は不可欠です。あらゆる場所、あらゆるものへの適用が可能で、広い土地も山林開発も必要ないペロブスカイト太陽電池。近未来のエネルギーとして期待できますね。
Source: Oxford University
Reference: electrek, CNN, Oxford PV
