「塗って作れる」太陽電池でサステナブルな未来を拓く

SDGs

2021/01/02 08:02

ペロブスカイト太陽電池に使われる鉛を錫に置き換える実験を行う若宮さん。原料の安全性は重要で、SDGsのゴール12「つくる責任 つかう責任」にも関わる(写真:祐實とも明)
ペロブスカイト太陽電池に使われる鉛を錫に置き換える実験を行う若宮さん。原料の安全性は重要で、SDGsのゴール12「つくる責任 つかう責任」にも関わる(写真:祐實とも明)
薄く、曲げることができるペロブスカイト太陽電池。自動車・飛行機に使えばクリーンなだけでなく自重が軽くなり、大幅な燃費向上にもつながる(写真提供:若宮淳志さん)
薄く、曲げることができるペロブスカイト太陽電池。自動車・飛行機に使えばクリーンなだけでなく自重が軽くなり、大幅な燃費向上にもつながる(写真提供:若宮淳志さん)
フィルム状の太陽電池を貼った非常用テント。災害時にはスマートフォンの充電も可能(写真提供:太陽工業)
フィルム状の太陽電池を貼った非常用テント。災害時にはスマートフォンの充電も可能(写真提供:太陽工業)

次世代の太陽電池として今もっとも注目されている「ペロブスカイト太陽電池」。世界中で研究が急速に進んでいるが、トップランナーの一人が京都にいる。京都大学化学研究所教授の若宮淳志さんだ。

【写真】これがフィルムのように薄い太陽電池

「300年後の人類は確実に、化石燃料に頼れない生活を送っているはずです。そのとき、何世代も先の僕の子孫に、『自分の祖先がこの研究をしてくれていて助かった』と振り返ってもらえるような研究をしたい、と思っています」

 持続可能なエネルギー、すなわち再生可能エネルギーの利用を増やすことは人類にとって喫緊の課題。SDGs(Sustainable Development Goals/持続可能な開発目標)の「ゴール7」にも掲げられている。現在、太陽電池でもっとも普及しているのは原料にシリコンを使った太陽電池だ。しかし、シリコン系太陽電池は発電効率が高い半面、製造時のコストやエネルギー消費が大きい。また、パネルが硬く重いために設置場所が制限されるという難点もある。

未利用のエネルギーを活用できる電池 

 一方、ペロブスカイト太陽電池は性能向上の競争が世界中で行われており、効率はシリコン系を猛追している。さらにこの太陽電池はフィルムのように薄く作れ、曲面に貼れるほど柔軟性がある。

「しかも、曇りや室内などの低照度下でも発電できる。すべて、従来の結晶シリコン系太陽電池にはないメリットです」

 世界的に見て日本はさほど日照条件がよくないため、いくらメガソーラーを作っても発電できない日も多いのが現実だ。しかし、ペロブスカイト太陽電池ならさまざまな形で発電することができる。

「たとえば、軽さと薄さを生かしてウエアラブル端末のバッテリーに。電池交換不要のIoT用センサーも作れますね。非常用テントにフィルム状の太陽電池を貼りつけた状態でたたんでおけば、災害時にはテントとして使えるだけでなく、スマートフォンの充電ができます。あるいは、作物が使っていない波長で発電できる太陽電池フィルムをビニールハウスに貼るという形も模索できると思っています」

 直射日光を理想的な状態で受け取らないと発電できない従来の太陽光発電と異なり、身の回りの環境から未利用のエネルギーを積極的に採ってくる「エネルギーハーベスト」を体現できるのがペロブスカイト太陽電池なのだ。

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夢の太陽電池の実用化はいつ?

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